机电控制及自动化论文设计

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1、实用电机互锁cs_coupling_1MechanicalCouplingofTwoMotorDrives即双电机驱动器的机械耦合:为了测试不同的负载条件下的电机驱动，必须提供电机轴的变量和双向负载。此外，一个理想的负载，也应该允许从电机到电网吸收的能量作为电能。使用四象限电机驱动器，可以实现这样的负载。这两个马达驱动器，可以方便地耦合到正在测试使用的机械轴模型的电机驱动器。作为速度调节电机的AC4模型被作为转矩调节发电机的DC2加载。用于AC4模型的速度坡道和负载扰动响应的测试。其Simulink仿真系统描述如下：两个马达驱动机械耦合在一起，机械轴

2、模型包含在图中的第三块。如果你打开这个块，你会看到，在机械轴模型的互连，AC4和DC2电机转速信号分别连接到Nm和NL投入的机械轴模型。机械轴模型的输出TL表示AC4电机传送到DC2的发电机的机械转矩。因此，这个输出直接连接到AC4机械扭矩输入，然后连接到DC2的机械转矩输入，在SPS的两个相互关联的驱动器的图中可以看到。下面是Simulink仿真图：文档实用下面对系统各部分进行简要介绍。AC4模块（三相异步电动机）文档实用三相异步电动机仿真模型如上图所示。实现原理：三相交流电源依次经三相二极管整流、三相逆变器和电压电流测量模块给异步电动机供电；给定

3、转速加于速度控制器，经过磁链查表输出给定磁链；给定速度与速度反馈(实际速度)比较后经过PI调节器输出给定转矩信号，同时速度控制器模块输出控制信号加于电机信号分离器。子系统包括转矩和磁链滞环控制模块、转矩和磁链观测模块、磁链扇区判别模块、电压矢量开关表和开关控制器，给定转矩和磁链分别与实际转矩和磁链取差值，然后分别经过转矩和磁链滞环比较器，与磁链扇区sector一起输入到电压开关矢量表中，选择合适的电压矢量；电压电流测量模块输出i_ab和VA_abc,送入到转矩和磁链观测模块，用于计算磁链。然后通过直接转矩控制系统控制交流电动机的运行状态。DTC模块（

4、直接转矩控制）直接转矩控制（DirectTorqueControl——DTC），直译为直接自控制，这种“直接自控制”文档实用的思想以转矩为中心来进行综合控制，不仅控制转矩，也用于磁链量的控制和磁链自控制。直接转矩控制模块结构如下图所示。转矩给定Torque、磁通给定Flux、电流I_ab和电压V_abc输入信号都经过采样开关，DTC模块包括转矩和磁通计算、滞环控制、磁通选择、开关表、开关控制等单元。DTC模块输出是三相逆变器开关器件的驱动信号。直接转矩控制系统采用6个开关器件组成的桥式三相逆变器，该逆变器有8钟开关状态，可得到6个互差600的电压空间

5、矢量和两个零矢量。通过改变逆变器的开关状态控制定子磁链的运行轨迹，从而控制交流电动机的运行。直接转矩控制与矢量控制的区别是，它不是通过控制电流、磁链等量间接控制转矩，而是把转矩直接作为被控量控制，其实质是用空间矢量的分析方法，以定子磁场定向方式，对定子磁链和电磁转矩进行直接控制的。这种方法不需要复杂的坐标变换，而是直接在电机定子坐标上计算磁链的模和转矩的大小，并通过磁链和转矩的直接跟踪实现PWM脉宽调制和系统的高动态性能。由于转矩和磁通作为电机参数是被直接控制的，所以不需要使用类似于PWM文档实用控制中的调制器来控制频率和电压。这种控制方式剔除了中间

6、环节并提升了传动改变转矩的响应速度。DTC不需要反馈设备也可以提供精确的转矩控制。直接转矩控制的特征是控制定子磁链，是直接在定子静止坐标系下，以空间矢量概念，通过检测到的定子电压、电流，直接在定子坐标系下计算与控制电动机的磁链和转矩，获得转矩的高动态性能。它不需要将交流电动机化成等效直流电动机，因而省去了矢量变换中的许多复杂计算，它也不需要模仿直流电动机的控制，从而也不需要为解耦而简化交流电动机的数学模型，而只需关心电磁转矩的大小，因此控制上对除定子电阻外的所有电机参数变化鲁棒性良好，所引入的定子磁链观测器能很容易得到磁链模型，并方便地估算出同步速度

7、信息，同时也很容易得到转矩模型，磁链模型和转矩模型就构成了完整的电动机模型，因而能方便地实现无速度传感器控制，如果在系统中再设置转速调节器，即可进一步得到高性能动态转矩控制了。与此同时系统用到了直流斩波器。直流斩波器是一种把一定形式的直流电压变换成负载所需的直流电压的变流装置。它通过周期性地快速开通、关断，把输入电压斩成一系列的脉冲电压，改变脉冲列的脉冲宽度或频率可以相并联，通过直流斩波器的斩波作用，可以调节并联等效电阻的阻值，这一过程称为调阻。若将直流斩波器串联在电机的励磁回路中，通过斩波作用调节励磁电流，从而调节电机的磁场大小调节输出电压的平均值

8、，因此直流斩波器的基本作用是进行直流电压的变换，即调压作用。直流斩波器除了可以调节直流电压外，还可以进行调阻