三相异步电机直接转矩控制研究毕业设计.doc

毕业设计
设计题目三相异步电机直接转矩控制研究
学生姓名曲世彪
学号
专业班级电气工程及其自动化09级—2班
指导教师王晓晨
院系名称电气与自动化工程学院
2013 年 5 月 15日
目录
中文摘要: 1
关键词: 1
Abstract: 2
Keywords: 3
1 绪论 4
课题研究的背景、目的及其意义 4
直接转矩控制算法的国内外研究现状 6
2 直接转矩控制的理论基础 6
三相异步电机的数学模型 6
6
8
9
逆变器以及基本空间矢量的概念和原理 10
3. 直接转矩控制的控制原理 12
13
定子磁链、转矩和扇区的计算 14
14
电磁转矩估计 18
定子磁链和电磁转矩的控制 18
20
起动问题 21
直接转矩控制与传统的矢量控制比较 21
直接转矩控制的特点 22
DTC与矢量控制的比较 22
本章小结 23
4. 直接转矩控制系统的仿真和性能分析 23
关于MATLAB软件 23
MATLAB软件简介 24
直接转矩控制系统的Matlab/Simulink仿真 24
直接转矩控制系统的性能优缺点分析 26
27
结论 28
谢辞 30
[参考文献] 31
三相异步电机直接转矩控制研究
中文摘要:
对于三相异步电机来说,直接转矩控制(DTC)是一种高性能的变频调速控制方案。三相异步电机的直接转矩控制技术是继矢量控制技术之后发展起来的一种新型、高性能变频调速技术。它利用空间矢量分析方法,直接在定子坐标系下计算和控制交流电机的转矩,采用定子磁场定向,通过对转矩和磁链的滞环控制产生PWM信号,直接对逆变器的开关状态进行最佳控制,以获得系统的高动态性能。直接转矩控制技术具有转矩响应快、控制结构简单、易于实现全数字化的特点,得到广泛应用。
随着经济的发展,在诸多领域里利用高性能的交流调速逐步替代价格较高的直流调速是一个趋势。而直接转矩控制是高性能交流调速技术中潜力最大的一种,而且其控制方法本身非常适合全数字化实现,所以对其进行深入的研究具有良好的现实意义。
1985年德国学者Depenbrock和日本学者Takahashi相继提出异步电机的直接转矩控制(DTC)思想。直接转矩控制技术一诞生,就以自己新颖的控制思想,简洁明了的系统结构,优良的静态性能受到了普遍的关注和得到了迅速的发展。
DTC的研究虽然已取得了很大进展,但是它在理论和实践上还不够成熟,如低速性能差、脉动转矩大、限制了系统的调速范围。
本论文研究采用直接转矩控制方案的三相异步电机变频调速系统。涉及到电机传动、电力电子技术、自动控制原理等多学科领域,对直接转矩控制系统的研究,包括转矩计算、磁链计算、转矩、磁链滞环调节器及转速PI调节等,主要包括以下四个部分:
第一部分,介绍课题的研究背景和国内研究现状。
第二部分,建立三相异步电机的数学模型,明确直接转矩控制的基本原理。
第三部分,详细分析直接转矩控制系统各部分的组成。
第四部分,用MATLAB的SIMULINK工具对所设计的三相异步电机直接转矩控制系统进行仿真,并根据仿真结果分析系统的动、静态控制效果。
关键词:
异步电机、直接转矩控制、系统仿真、磁链计算
Abstract:
For three-phase asynchronous motor direct torque control (DTC) is a high performance frequency control. The three-phase asynchronous motor direct torque control following the vector control technology developed a new, high-performance frequency control technology. Use of space vector analysis method, directly in the stator coordinate system and control the torque of the AC motor stator flux orientation control of torque and flux hysteresi