模糊控制风机的直接转矩控制系统研究.pdfVIP

第 29卷 第 2期 龙 岩 学 院 学 报 V01．29 No．2 2011年4月 JOURNAL OF LONGYAN UNIVERSITY ADril2011 模糊控制风机的直接转矩控制系统研究 陈庆协 t，刘念 ：，马铁军 z，徐海霸 。，雷浩辖 (1．龙岩学院物理与机 电工程学院 福建龙岩 364012； 2．四川大学电气信息学院 四川成都 610065) 摘要：风机的风量均以最大风量需求来设计，其传统风量调整方式采用机械方法或 电磁转差离 合器或液压耦合器调节。分析风机风量调节运行工况，提 出将模糊直接转矩控制引入到风机的风 量控制上，取代传统风机风量调节方式；在 MATLAB／SIMUUNK仿真软件环境下，构建风机 电机模 糊直接转矩控制的数学模型和系统仿真模型；通过分析系统仿真结果，说明该控制系统的正确性。 本系统的研究．为减少调整功率过剩风机风量过程的能量无偿损耗 ，提供了有效的控制手段 ，具有 工程实用价值。 关键词 ：风机：模糊控制 ；直接转矩控制；MATLAB／SIMULINK仿真 中图分类号：TB493 文献标识码 ：A 文章编号 ：1673—4629(2011)02-0035—05 风机是应用量大 、应用面广的通用机械。传统 图 1是风机风量一风压 (Q—H)曲线特性 图。 风机的风量调节方式主要有：一是采用机械方法， 当风机 电机转速为 r1．在风路特性 曲线 R上工作 当风量需要减少或增加时 ，通过调节入 口或出口的 时，其工况点为A，风量与风压分别为 Q。和H。这 挡板、阀门开度来调节风量 ，在挡板或阀门的截流 时风机所需的功率正比于Q和H，的乘积[4】，即图 1 过程中，电机输 出功率无偿地大量消耗 ；二是采用 中的AH。OQ 的面积 ；当风量需要降低到Q 时，按 电磁转差离合器或液压耦合器调节风机转速 (电机 传统的不改风机电机转速风量调节方式 ，实际上是 恒速运转)，仅改变传动比，多余的能量也以其他能 在增加风路风阻，若风路风阻增加到 R：，使风机在 量形式消耗掉 ：再是通过风机 电机 的转速控制风 风路特性 曲线 R：上工作 ，其工况点为 B，风压增大 量，这种方法能根据用风量减少或增加来调节风机 到 H：，这时风机所需的功率正比于 Q和 H：的乘 电机转速 ，无多余能量损耗，是 目前风机风量调节 积 ，即图 1中的BHzOQ2的面积 ，显然 BH：OQ2的面 最有效的节能方式之一。1【]随着电力电子器件和微 积大于AHOQ。的面积，即风机所需的功率增大了； 电子技术的发展 、现代控制理论和控制技术的应 同样 ，当风量需要降低到 Q 时，若通过变频器调节 用 ，交流调速技术取得了突破性的进展 。为了减少 电源频率，使风机电动机的转速下降到 n：，其工况 电能无谓的损失 ，过去许多不调速的传动装置 ，如 点为 C，风量与风压分别为 Q和H。。这时风机所需 风机、水泵等类负载，也都采用了交流调速传动。2[1 的功率正比于Q：和H，的乘积 ，即图 1中的CH，OQ： 变频调速是交流调速方法之一 ，其控制方法可分为 的面积，显然 CH。OQ 的面积小于AHOQ 的面积 ， 标量控制 、矩阵式变频、矢量控制调速 、直接转矩控 即风机所需的功率减少了。5【】 制等方式。[31 本文研究将模糊直接转矩控制引入到风机 的 风量控制上 ，以取代传统风机风量调节方式 。在 MATLAB／sIMuLlNK软件环境下构建了风机电机模 糊直接转矩控制数学模型和系统仿真模型，仿真结 果证明了该系统的应用可以得到较为理想 的效果。