發(fā)布時(shí)間：2018-07-29 08:32

【摘要】：直接轉(zhuǎn)矩控制作為一種高性能控制策略,被廣泛應(yīng)用于調(diào)速系統(tǒng)中,本文從七相感應(yīng)電機(jī)著手,根據(jù)七相感應(yīng)電機(jī)自身特點(diǎn),對(duì)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中矢量選擇、磁鏈估計(jì)、轉(zhuǎn)矩估計(jì)、消諧波、控制器設(shè)計(jì)等問題做了研究,具體包括以下幾個(gè)內(nèi)容:首先,本文從七相感應(yīng)電機(jī)繞組理論出發(fā),對(duì)電機(jī)自然坐標(biāo)下數(shù)學(xué)模型和解耦模型進(jìn)行了推導(dǎo),并根據(jù)其特點(diǎn)對(duì)諧波轉(zhuǎn)矩進(jìn)行了分析。其次,根據(jù)七相感應(yīng)電機(jī)矢量分布特點(diǎn),運(yùn)用集合法在基波平面將七相感應(yīng)電機(jī)電壓矢量分為三組,并從多維空間角度出發(fā),對(duì)3、5次諧波空間電壓矢量進(jìn)行了分析。考慮到七相感應(yīng)電機(jī)在運(yùn)行過程中3、5次諧波空間電流較大,本文通過推導(dǎo)得出了七相逆變器SVPWM消諧波算法,針對(duì)七相逆變器電壓矢量較多這一問題,本文結(jié)合三相逆變器UVM調(diào)制算法,推導(dǎo)出了七相逆變器UVM調(diào)制算法。在七相感應(yīng)電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)控制方案選取上,首先按照電壓矢量最大利用率原則,選取V6組電壓矢量,綜合考慮電機(jī)轉(zhuǎn)矩和磁鏈響應(yīng)速度,對(duì)"基于磁鏈圓的七相感應(yīng)電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)"進(jìn)行了設(shè)計(jì)。隨后,通過運(yùn)用UVM調(diào)制算法,將3、5次諧波空間電流作為反饋,引入到直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中,對(duì)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。針對(duì)系統(tǒng)中存在較多的PI控制器,本文對(duì)系統(tǒng)PI控制器進(jìn)行了設(shè)計(jì),并根據(jù)其數(shù)學(xué)模型關(guān)系,對(duì)PI控制器進(jìn)行了系統(tǒng)簡(jiǎn)化。最后,本文以DSP28335為主控芯片,對(duì)七相感應(yīng)電機(jī)調(diào)速平臺(tái)分別從軟件和硬件上進(jìn)了設(shè)計(jì)。并在仿真的基礎(chǔ)上,對(duì)調(diào)制算法、電機(jī)啟動(dòng)和直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)的七相感應(yīng)電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較小,和理論相吻合。
[Abstract]:As a kind of high performance control strategy, direct torque control (DTC) is widely used in the speed regulation system. In this paper, the vector selection and flux chain estimation in the DTC system are studied according to the characteristics of the seven-phase induction motor. The problems of torque estimation, harmonic elimination and controller design are studied, including the following contents: firstly, the mathematical model and decoupling model in natural coordinates of the motor are derived from the winding theory of the seven-phase induction motor. The harmonic torque is analyzed according to its characteristics. Secondly, according to the characteristics of vector distribution of the seven-phase induction motor, the voltage vector of the seven-phase induction motor is divided into three groups in the fundamental wave plane by means of the set method, and the space voltage vector of the 3rd harmonic wave is analyzed from the perspective of multi-dimensional space. Considering the large space current of 3 ~ 5 harmonics in the operation of a seven-phase induction motor, this paper deduces the SVPWM harmonic elimination algorithm of the seven-phase inverter, aiming at the problem that there are more voltage vectors in the seven-phase inverter. In this paper, a seven-phase inverter UVM modulation algorithm is derived by combining three-phase inverter UVM modulation algorithm. In the selection of the control scheme of the seven-phase induction motor direct torque control system, firstly, according to the principle of maximum utilization of voltage vector, V6 groups of voltage vectors are selected, and the motor torque and flux response speed are considered synthetically. The direct torque control system of seven-phase induction motor based on magnetic chain circle is designed. Then, by using the UVM modulation algorithm, the fifth harmonic space current is introduced into the direct torque control system as feedback, and the direct torque control system is improved. In view of the existence of more Pi controllers in the system, this paper designs the Pi controllers of the system, and simplifies the Pi controllers according to their mathematical model. Finally, using DSP28335 as the main control chip, the seven-phase induction motor speed control platform is designed in software and hardware respectively. On the basis of simulation, the modulation algorithm, motor startup and direct torque control system are verified experimentally. The experimental results show that the torque rotation speed and torque ripple of the seven phase induction motor direct torque control system designed in this paper are small, which is consistent with the theory.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM346

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