本文關(guān)鍵詞：感應(yīng)電機(jī)三相四開(kāi)關(guān)控制技術(shù)研究

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【摘要】：隨著電力電子技術(shù)和電機(jī)控制理論的不斷發(fā)展,交流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)或伺服系統(tǒng)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在交流傳動(dòng)控制系統(tǒng)中,感應(yīng)電機(jī)的諸多優(yōu)點(diǎn)使其成為高精度調(diào)速或伺服系統(tǒng)最常用的電機(jī)之一,針對(duì)感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng)的研究也成為近年來(lái)的研究熱點(diǎn)�；诔Ｒ�(guī)三相六開(kāi)關(guān)逆變器的交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)非常成熟,然而某些應(yīng)用場(chǎng)合,人們希望進(jìn)一步節(jié)約成本,并且希望驅(qū)動(dòng)器具有容錯(cuò)運(yùn)行的能力,因此基于三相四開(kāi)關(guān)逆變器的電機(jī)運(yùn)行方式應(yīng)運(yùn)而生。本文對(duì)四開(kāi)關(guān)運(yùn)行方式進(jìn)行理論分析,對(duì)其控制性能性能研究,并提出將模型預(yù)測(cè)直接轉(zhuǎn)矩控制算法應(yīng)用在該系統(tǒng)當(dāng)中,以期獲得更好的動(dòng)靜態(tài)特性。本文首先分析了感應(yīng)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,并推導(dǎo)了常規(guī)三相六開(kāi)關(guān)逆變器的數(shù)學(xué)模型及電壓空間矢量,簡(jiǎn)單闡述了感應(yīng)電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制算法的基本原理,及其優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。詳細(xì)分析了六開(kāi)關(guān)運(yùn)行方式下直接轉(zhuǎn)矩控制的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。并通過(guò)搭建Simulink仿真模型對(duì)其控制效果進(jìn)行了研究,指出直接轉(zhuǎn)矩控制動(dòng)靜態(tài)特性的矛盾,驗(yàn)證了理論分析的正確性和算法的有效性。根據(jù)直接轉(zhuǎn)矩控制策略的實(shí)現(xiàn)過(guò)程,本文針對(duì)三相四開(kāi)關(guān)逆變器感應(yīng)電機(jī)控制系統(tǒng),重新構(gòu)建了基于該拓?fù)涞闹苯愚D(zhuǎn)矩控制算法,包括重新計(jì)算了逆變器的數(shù)學(xué)模型,重新定義了驅(qū)動(dòng)器的電壓空間矢量,重新進(jìn)行了扇區(qū)分配以及各種情況下電壓矢量的選擇。并基于理論分析搭建了系統(tǒng)離線(xiàn)仿真模型,仿真結(jié)果表明算法設(shè)計(jì)合理且切實(shí)可行。但同時(shí)指出,由于供電條件的惡化,加之直接轉(zhuǎn)矩控制固有的缺點(diǎn),系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能較差、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)嚴(yán)重的問(wèn)題。為了解決系統(tǒng)通靜態(tài)特性的矛盾,本文引入了模型預(yù)測(cè)控制思想,將其應(yīng)用在三相四開(kāi)關(guān)感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。詳細(xì)分析了該算法的基本原理和工作過(guò)程,包括預(yù)測(cè)模型、目標(biāo)函數(shù)、滾動(dòng)優(yōu)化等。通過(guò)仿真,與常規(guī)直接轉(zhuǎn)矩控制的控制性能進(jìn)行了對(duì)比。發(fā)現(xiàn)該算法在保持了良好的動(dòng)態(tài)特性的同時(shí),有效地改善了系統(tǒng)的靜態(tài)特性,符合理論分析的結(jié)論。最后,本文搭建了基于三相四開(kāi)關(guān)逆變器供電的感應(yīng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),以TMS320F28335 DSP為核心控制芯片編寫(xiě)算法,對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)物實(shí)驗(yàn),證明了前文提出的控制策略在實(shí)際應(yīng)用中的可行性及有效性,并取得了良好的控制效果。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM346

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