基于定子磁链幅值和角度控制的异步电机直接转矩控制

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1、《电气自动化)2009年第31卷第2期电气传动和自动控制ElectricDrive＆AutomaticControl基于定子磁链幅值和角度控制的异步电机直接转矩控制六ADirectTorqueControIforlnductionMotorBasedonAmplitudeandAngleControI湖南工程学院电气与信息工程系(湖南湘潭411101)李舂菊刘国荣彭磊rHunanInstituteofEngineering，XiangtanHunan411101，China)LiChunjuLiuGuorongPengLei湘潭大学信息T程学院(湖南湘潭

2、411105)李。春⋯菊(Col1．，帕rmationEng．，XianTanUniversity，XiangtanHunan411105，China)LiChunju摘要：为减少异步电机转矩脉动和定子磁链固定偏差，提出了一种改进的异步电机直接转矩控制策略。该策略是基于给定定子磁链幅值和角度的解耦控制，用瞬时转差角频率和转子角频率之间的关系来调节定子磁链给定角，而给定定子磁链幅值保持额定值不变。控制结构简单。通过Marlab6．5／simulink建立了仿真模型，仿真结果证实了该控制策略的有效性。关键词：直接转矩控制定子磁链隔值和角度异步电机Abstra

3、ct：Amodifieddirecttorquecontrolstrategywasproposedinordertoreduceelectromagnetictorquerippleandstatorfluxdroopforinductionmotor．ThismethodWasbasedondecOuDlingcontrolbetweenamplitudeandangleofreferencestatorflux．Therelationshipbetweenin—stantaneousslipangularfrequencyandrotorangul

4、arfrequencywasusedtoadjustthethereferencestatorfluxanglebuttheamplitudeofthereferencestatorfluxisalwayskeptconstantatratedvalue．Thecontrolstructureissimple．ThemodelofsystembasedonMatlab6．5／simulinkwasestablishedaccordingtothenewstrategy．Thesimulationresultsconfirnltheeffictivenes

5、softhemethod．Keywords：directtorqecontrolamplitudeandangleofstatorfluxinductionmotorsimulation【中图分类号】TM301．2【文献标识码]A【文章编号】1000—3886(2009)02—0020—031引言链方程分别为Vs=R(1)直接转矩控制(简称DTC)是基于定子磁场定向和电压空间矢=L,i+(2)量分析的方法，根据转矩偏差、磁链偏差和定子磁链的空间位置，选择合适的电压空间矢量，实现对转矩和磁链的直接控制1。常规，=+Li，(3)DTC在电机稳态运行时具有较好

6、的动态性能，但也存在转矩脉动式中=[=[]；大、相邻电压矢量切换时定子磁链存在固定偏差等缺点。另外，常=，[，It；i=[ii规DTC调节采用滞环控制器两点式调节，滞环控制在本质上是有=rL．．1叮』差控制，不能有效消除稳态误差。针对这些问题，近年来许多学者联立(2)、(3)可得提出了改进算法。文献[2】提出了定子磁链定向控制，该方法采用“=去妒一去面(I一l一差瓦)J(L4)J个比例．积分(PI)代替滞环控制分别产生定子磁链和转矩的径向和切向分量。文献【3】提出了一种闭环转矩控制的直接转矩空间又电磁转矩矢量形式表示为：以×i(5)矢量调制，该方法只用了

7、一个Pl转矩控制器，对定子磁链位置进将式(4)代入式(5)，可得基于定子和转子磁链的转矩表达式为行估计而给定定子磁链幅值保持不变，实际的定子磁链和给定定Zm子磁链的误差用来计算电压矢量。这两种方法都获得了较好的动==去sinY(6)静态性能。本文采用基于空间矢量调制(SVM)的固定开关频率控式中为电磁转矩角，是定、转子磁链矢量的夹角；P为电机极对制，即采用电压调制来代替电压矢量开关表。该方法直接用转矩数。误差来获得转差角频率，用转差角频率来确定定子磁链角。用转3控制策略矩、转差角频率和转子角频率之间的关系来控制定子磁链角，而给从式(6)可看出，电磁转矩是

8、定子和转子磁链的叉积，通过直定定子磁链幅值保持额定值不变。然后再确定给定定子磁链