本文關(guān)鍵詞：基于直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）的變頻器在起重機(jī)調(diào)速中的應(yīng)用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著電子元器件的發(fā)展,變頻調(diào)速技術(shù)獲得了廣泛應(yīng)用,而如何獲得更好的控制策略,使起重機(jī)獲得更好的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和精準(zhǔn)的控制,則需要更好的變頻器控制策略。直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)技術(shù)是上世紀(jì)80年代興起的一種新的電機(jī)調(diào)速技術(shù),與傳統(tǒng)的矢量控制(VC)技術(shù)相比,基于直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)技術(shù)的交流變頻調(diào)速技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單、強(qiáng)魯棒性與快速性等特點(diǎn)。將直接轉(zhuǎn)矩技術(shù)應(yīng)用于三相感應(yīng)電機(jī)變頻調(diào)速,提高其能量利用效率和快速響應(yīng),具有分外重要的意義。目前科技的快速進(jìn)步和社會(huì)的高速發(fā)展使得人民對(duì)生活中的各種產(chǎn)品提出了新的要求,而感應(yīng)電機(jī)則廣泛應(yīng)用于我們的生活當(dāng)中,因此感應(yīng)電機(jī)的性能和控制方式顯的尤其重要,直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)是繼矢量控制后另一種有跨時(shí)代意義的電機(jī)控制方式,其控制方式簡單,動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,對(duì)電機(jī)參數(shù)依賴不強(qiáng),然而傳統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)較大。本文首先分析了起重機(jī)采用直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)的變頻器調(diào)速工作基本原理,然后對(duì)起重機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)速的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進(jìn)行建模,其中首先介紹了起重機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)速在三種不同轉(zhuǎn)速坐標(biāo)系下的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型：兩相任意速旋轉(zhuǎn)、兩相靜止和兩相同步轉(zhuǎn)速。然后闡述了用于起重機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)速定子磁鏈估計(jì)的u-i模型、i-n模型、u-n模型等3種基本模型,然后再對(duì)電壓空間矢量的選取原則進(jìn)行了討論,分析了電壓空間矢量對(duì)定子磁鏈幅值和電磁轉(zhuǎn)矩的影響,最后基于Matlab/Simulink起重機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)速仿真平臺(tái)進(jìn)行了起重機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的建模和起重機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)速仿真,搭建了一個(gè)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng),并對(duì)交流牽引電機(jī)額定工況點(diǎn)的運(yùn)行性能進(jìn)行了起重機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)速仿真,對(duì)起重機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)在各工況段的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行了校核,起重機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)速仿真結(jié)果表明建立的Matlab/simulink模型得到的起重機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)速仿真數(shù)據(jù)與labview軟件得到的數(shù)據(jù)基本吻合,變化趨勢(shì)一致,電機(jī)響應(yīng)速度較快,能量利用率較高,驗(yàn)證了起重機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)速仿真模型的正確性和有效性,同時(shí)也驗(yàn)證了起重機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)速直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)原理的正確性和有效性。本文主要做了下面幾項(xiàng)工作：1)詳細(xì)的闡述了直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)的基本原理,在simulink平臺(tái)上建立其控制策略并對(duì)起重機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速進(jìn)行仿真,分析了感應(yīng)電機(jī)空載啟動(dòng),負(fù)載啟動(dòng),和負(fù)載突變時(shí)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。模擬了起重機(jī)實(shí)際工作的各種工況,使實(shí)驗(yàn)更具有應(yīng)用意義。2)在labview平臺(tái)上搭建直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)策略,并完成了硬件和軟件的設(shè)計(jì)。從simulink起重機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)速仿真的結(jié)果來看,在這三種條件下,感應(yīng)電機(jī)都能迅速的達(dá)到穩(wěn)態(tài),并且磁鏈的幅值都維持在給定值,磁鏈軌跡基本接近圓形,但是轉(zhuǎn)矩波動(dòng)較大,和預(yù)期結(jié)果一致。對(duì)于labview,經(jīng)過測(cè)試,我們可以從PXIe6361板卡上采集到輸入信號(hào),從PXI6733板卡上檢測(cè)到輸出信號(hào),在IPM管的輸入針上也檢測(cè)到PWM信號(hào),從而說明系統(tǒng)的硬件和軟件均正常工作。
【關(guān)鍵詞】：起重機(jī) 直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC) 感應(yīng)電機(jī) labview simulink
【學(xué)位授予單位】：廣西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH21
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 課題的目的及意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 變頻調(diào)速系統(tǒng)15
• 1.2.2 轉(zhuǎn)差頻率控制15-16
• 1.2.3 矢量控制16
• 1.2.4 直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)16-18
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容和實(shí)現(xiàn)途徑18-20
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容18
• 1.3.2 實(shí)現(xiàn)途徑18-20
• 第二章 直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)的基本原理20-32
• 2.1 感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型20-22
• 2.2 變頻器的工作狀態(tài)22-24
• 2.3 空間電壓矢量24-27
• 2.3.1 定子電壓空間矢量24-25
• 2.3.2 電壓空間矢量對(duì)定子磁鏈的影響25-26
• 2.3.3 電壓空間矢量對(duì)電磁轉(zhuǎn)矩的影響26-27
• 2.4 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)27-32
• 2.4.1 坐標(biāo)變換模塊28
• 2.4.2 定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩的計(jì)算28-29
• 2.4.3 磁鏈位置空間判斷29
• 2.4.4 磁鏈調(diào)節(jié)器29-30
• 2.4.5 轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器30-31
• 2.4.6 電壓矢量選擇表31
• 2.4.7 轉(zhuǎn)速PI31-32
• 第三章 感應(yīng)電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)調(diào)速建模32-43
• 3.1 異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型32-36
• 3.1.1 起重機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)速在任意轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸系下的數(shù)學(xué)模型33-34
• 3.1.2 起重機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)速在兩相靜止坐標(biāo)軸系下的數(shù)學(xué)模型34-35
• 3.1.3 起重機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)速在兩相同步轉(zhuǎn)速坐標(biāo)軸系下的數(shù)學(xué)模型35-36
• 3.2 定子磁鏈的估計(jì)模型36-38
• 3.2.1 定子磁鏈估計(jì)的u-i模型36-37
• 3.2.2 定子磁鏈估計(jì)的i-n模型37
• 3.2.3 定子磁鏈估計(jì)的u-n模型37-38
• 3.3 電壓空間矢量的選取38-43
• 3.3.1 電壓空間矢量的分類38-40
• 3.3.2 電壓空間矢量對(duì)定子磁鏈產(chǎn)生的影響40-41
• 3.3.3 電壓空間矢量對(duì)電磁轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的影響41-43
• 第四章 模型起重機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)速仿真的結(jié)果分析43-53
• 4.1 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的起重機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)速仿真模型43-48
• 4.1.1 坐標(biāo)變換模塊45
• 4.1.2 轉(zhuǎn)矩和磁鏈計(jì)算模塊45-46
• 4.1.3 扇區(qū)判斷模塊46-47
• 4.1.4 磁鏈和轉(zhuǎn)矩滯環(huán)控制模型47-48
• 4.1.5 電壓空間矢量選擇48
• 4.2 起重機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)速仿真結(jié)果及分析48-53
• 4.2.1 空載啟動(dòng)49-50
• 4.2.2 負(fù)載啟動(dòng)50-51
• 4.2.3 轉(zhuǎn)矩突變51-53
• 第五章 LABVIEW平臺(tái)的硬件軟件設(shè)計(jì)53-73
• 5.1 硬件設(shè)備53-57
• 5.2 軟件57-73
• 5.2.1 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的起重機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)調(diào)速仿真模型59-66
• 5.2.2 線電壓至相電壓變換66
• 5.2.3 坐標(biāo)變換模塊66-67
• 5.2.4 磁鏈和轉(zhuǎn)矩計(jì)算模塊67-68
• 5.2.5 扇區(qū)判斷模塊68-69
• 5.2.6 PI調(diào)節(jié)器69-70
• 5.2.7 磁鏈和轉(zhuǎn)矩滯環(huán)控制模型70-71
• 5.2.8 電壓空間矢量選擇以及工GBT控制信號(hào)的輸出71-73
• 第六章 結(jié)束語73-75
• 參考文獻(xiàn)75-78
• 致謝78-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況79

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