运动控制系统第三章ch.pptxVIP

3.6 直接转矩控制 基本控制思想: 控制磁链走出以某一恒值为半径,随转角变化的磁链圆 直接转矩控制的特点有： 在定子坐标系下分析交流机的数学模型，直接控制磁链和转矩，不需与直流机做比较、等效、转化等，省去了复杂的计算； 直接转矩控制定子磁场定向，只需定子参数，而不需随转速变化的、难以测定的转子参数，大大减少了参数变化对系统性能的影响；直接转矩控制的特点 采用电压矢量和六边形磁链轨迹，直接控制转矩； 转矩和磁链都采用两点式调节器（带滞环的Band-Band控制），把误差限制在容许的范围内，控制直接又简化； 控制信号的物理概念明确，转矩响应迅速，且无超调，具有较高的动静态性能。一、 直接转矩控制原理异步机的磁链可定义为三种：定子磁链、转子磁链和气隙磁链。（1）气隙磁链Ψa是定、转子通过气隙相互交链的那部分磁链，Ψa =Lmis+Lmir（Lm为定转子绕组互感）；（2）定子磁链Ψs是气隙磁链与定子漏磁链Ψsσ的和，Ψs=Ψa+Ψsσ= Lsis+Lmir（其中Ls=Lm+Lsσ，Lsσ为定子绕组漏感，Ls为定子绕组全电感）；（3）转子磁链Ψr是气隙磁链与转子漏磁链Ψrσ的和，Ψr=Ψa+Ψrσ= Lrir+Lmis（其中 Lr=Lm+Lrσ，Lrσ为转子绕组漏感，Lr为转子绕组全电感）。1．定子磁链Ψs(t)与电压空间矢量us(t)的关系定子磁链空间矢量Ψs(t)与电压空间矢量us(t)之间为积分关系，当电压矢量按顺序1、2、3、4、5、6作用时，磁链矢量沿六边形的六条边S1、S2、S3、S4、S5、S6运动2．电压矢量对电机转矩的影响电机的转矩大小不仅仅与定、转子磁链的幅值有关，还与它们的夹角有关。当磁链的幅值基本不变，而夹角从0o到90o变化时，电磁转矩从零变化到最大值。因此，对定、转子磁链的夹角进行控制也能达到控制电机转矩的目的。这就是直接转矩控制思想的基本出发点。工作电压矢量使定子磁链走，零电压矢量使定子磁链停，控制定子磁链停停走走，就控制了磁通角的大小，也就达到了控制转矩的目的。直接转矩控制的基本原理若要增大电磁转矩，只需按上述规律加载电压空间矢量，只要所加电压的幅值足够，定子磁链的转速就会大于转子磁链，从而使转矩增加；而若要减小电磁转矩，只需加载零电压空间矢量，定子磁链就会停止转动，从而使转矩减小。在控制策略上，直接转矩控制只是对定子磁链的转动进行走走停停的开关式控制。3．对电压矢量的正确选择1）选择电压矢量的顺序2）选择给出各电压矢量的时刻六边形磁链轨迹与β坐标系作为磁链比较器的施密特触发器控制开关信号与电压矢量的时序关系当电压矢量按顺序1-2-3-4-5-6给出时，磁链轨迹按逆时针方向S1-S2-S3-S4-S5-S6旋转，我们称为正转（也叫P运转）当电压矢量按顺序1-6-5-4-3-2给出时，磁链轨迹按顺时针方向S4-S3-S2-S1-S6-S5旋转，我们称为反转（也叫N运转）六边形磁链轨迹与β坐标系作为磁链比较器的施密特触发器控制开关信号与电压矢量的时序关系二、直接转矩控制的基本结构三、直接转矩控制中的问题 低速运行问题：在低速时定子电阻压降相对定子电压不可忽略，磁链轨迹发生畸变，由正六边形变成内陷的六边形。低频时，零电压矢量增多，严重时影响低速性能。应采用区段内的多种电压矢量的控制，以保证低频时的磁链和转矩。在极低频率下，采取圆形磁链轨迹的方案。 弱磁运行问题：弱磁范围的调节特点是实行功率调节，用功率调节器控制磁链给定值的大小，以实现稳态的功率调节和动态的转矩调节。定子电压矢量为全电压，零电压矢量不再用。四、小结直接转矩控制以定、转子磁链矢量的夹角为对象，对定子磁链进行走走停停的开关式控制，比矢量控制更简单，并具有较强的鲁棒性。论文要求: 不少于4000字; 标准论文格式; 参考书目列表及引用标注;10年文献不得少于5篇 内容:有关交流电机变频调速系统的综述,关键问题探究,方法研讨,应用分析,市场调查,必威体育精装版研究情况等。