异步电动机无速度传感器直接转矩控制系统的研究

作     者：吴晓东 

作者单位：浙江工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：南余荣

授予年度：2008年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 

主      题：直接转矩控制 十二区段 电压选择表 无速度传感器 模型参考自适应 

摘      要：直接转矩控制技术是上世纪八十年代中期发展起来的新技术,它是继矢量控制技术之后,与之并行发展的一种新型的高性能的交流调速传动的控制技术。近年来,异步电动机的无速度传感器直接转矩控制技术在交流变频调速的研究与应用中得到了极大的关注。 本文为了降低转矩脉动并且提高负载条件下转速估算精确度,在定子磁链的调节方式、定子电阻辨识和转速估算方面做了一定的改进,本文的主要工作和成果如下: (1)本文根据传统直接转矩控制存在的缺点以及对电动机调速性能的要求,改变定子磁链的调节方式,使定子磁链轨迹近似为一圆形。传统的直接转矩控制采用两点式转矩调节,这种调节方式在电机低速或转速突降时,会使零电压矢量作用的时间较长,这样会导致磁链严重畸变,系统跟踪性能差。为此,本文采用矢量细分的直接转矩系统,增加电压矢量的数目,并且将磁链区间划分为十二区段,采用双层磁链滞环比较器和五层转矩滞环比较器建立新型的开关表,大大降低了转矩的波动。 (2)无速度传感器转速估算是现代交流传动研究中的一个重要方向,本文探讨了几种主要的转速估计方法,着重分析了基于模型参考自适应的速度辩识算法。在分析了现存各种模型参考自适应的转速辨识方法以及各自的优缺点基础上,考虑到在负载条件下转子速度估计的精确度对电机内部模型参数误差非常敏感,为了减少低速时的速度估计误差,本文提出了一种交互式变参数的模型参考自适应系统(MRAS)对定子电阻在线辨识的同时估算转速。 (3)本文利用MATLAB/Simulink软件对以上方法进行了仿真,构建了采用十二区段控制的圆形磁链轨迹直接转矩控制系统仿真图、采用无速度传感器的直接转矩控制系统仿真图,从仿真结果可以看出,以上这几种方法都是有效可行的,与理论分析是一致的。 (4)本文最后以TMS320F2407A DSP为核心来设计直接转矩控制系统,这种控制系统算法简单,设计先进,功能较强,具有开发应用价值。