異步電機(jī)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及國(guó)防等領(lǐng)域中扮演著非常重要的角色,它將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,是廣泛使用的動(dòng)力機(jī)械。在額定工況運(yùn)行時(shí),異步電機(jī)能量轉(zhuǎn)換效率較高,但是在偏離額定工況特別是處于輕載低速狀態(tài)下運(yùn)行時(shí),其效率明顯降低,將會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。采取適當(dāng)?shù)目刂品桨敢越档彤惒诫姍C(jī)的損耗,提高其運(yùn)行效率對(duì)節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文設(shè)計(jì)了一種將可拓控制策略和矢量控制相結(jié)合的異步電機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)。通過(guò)研究?jī)上囔o止坐標(biāo)系下的異步電機(jī)動(dòng)態(tài)模型,推導(dǎo)出便于MATLAB/SIMULINK建模的數(shù)學(xué)表達(dá)式,在MATLAB/SIMULINK環(huán)境下建立了考慮鐵耗的異步電機(jī)模型。與MATLAB自帶的電機(jī)模型相比,鐵耗模型具有相似的響應(yīng)曲線,并且由于考慮了鐵耗電阻,所以能更加真實(shí)地反映電機(jī)的實(shí)際工況,為進(jìn)一步研究異步電機(jī)節(jié)能控制策略打下了基礎(chǔ)。在可拓控制策略方面,通過(guò)分析可拓控制器的基本原理、組成結(jié)構(gòu)以及設(shè)計(jì)流程,設(shè)計(jì)了一種適應(yīng)復(fù)雜系統(tǒng)的可拓控制器。同傳統(tǒng)PID控制器分別在線性系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)和大時(shí)延系統(tǒng)下進(jìn)行仿真對(duì)比分析,結(jié)果表明可拓控制器具有更短的超調(diào)時(shí)間和上升時(shí)間,具有參數(shù)自整定性和自適應(yīng)性的優(yōu)點(diǎn),適合處理電機(jī)各種復(fù)雜的工況,為節(jié)能控制系統(tǒng)的建立提供了算法基礎(chǔ)。在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下,通過(guò)分析異步電機(jī)的等效電路,推導(dǎo)出了最優(yōu)磁鏈的函數(shù)表達(dá)式。并計(jì)算出影響最優(yōu)磁鏈的兩個(gè)電機(jī)參數(shù):轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩�？紤]到電機(jī)參數(shù)的改變對(duì)最優(yōu)磁鏈的影響,進(jìn)而形成了通過(guò)可拓控制策略優(yōu)化最優(yōu)磁鏈曲面來(lái)抵消參數(shù)變化影響的方法。通過(guò)對(duì)比不同磁通情況下的電機(jī)損耗,對(duì)異步電機(jī)的節(jié)能情況進(jìn)行了分析,結(jié)果說(shuō)明可拓控制器較傳統(tǒng)控制器在電機(jī)節(jié)能系統(tǒng)中的應(yīng)用更具優(yōu)越性。綜上所述,本文基于可拓控制器和矢量控制,提出了可拓控制策略并搭建了可拓控制器模型。通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果對(duì)比分析,證明了該控制策略的優(yōu)越性,即能有效地實(shí)現(xiàn)異步電機(jī)控制系統(tǒng)的節(jié)能降耗。
【學(xué)位單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM343
【部分圖文】：

都已經(jīng)使用了矢量控制算法。變不易理解，模型亦是如此。在異步電機(jī)獨(dú)立的，而是互相影響且并不穩(wěn)定。在電三相電壓和頻率，而電機(jī)的輸出參數(shù)中，中的電機(jī)可以看成一個(gè)多輸入多輸出的系磁通和轉(zhuǎn)速兩個(gè)參數(shù)作用生成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所以顯而易見電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)是非線性的變化，所以電機(jī)系統(tǒng)又是隨時(shí)間變化的。流電機(jī)的控制并不那么復(fù)雜。電機(jī)的內(nèi)上的為勵(lì)磁繞組和補(bǔ)償繞組，在水平方向不變的磁通場(chǎng)，將整個(gè)方向定義為直軸 d 軸。很明顯轉(zhuǎn)子帶著電樞繞組一起同步向器電刷充當(dāng)著橋的作用，通過(guò)電刷對(duì)電的，因此電樞繞組產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)軸線被電固定不變的繞組。

圖 2.2 等效的異步電機(jī)繞組和直流電機(jī)繞組2.1.1 坐標(biāo)變換對(duì)電機(jī)的矢量控制是由 Clarke 與 Park 完成的。通過(guò)電機(jī)的一些物理參數(shù)來(lái)表示電機(jī)內(nèi)部磁場(chǎng)的實(shí)時(shí)變化，然后再進(jìn)一步完成坐標(biāo)變換，以上即是該理論的內(nèi)涵。變換過(guò)程中符合以下兩個(gè)條件：（1）電機(jī)內(nèi)部生成的磁場(chǎng)一直方向恒定；（2）功率在此過(guò)程中沒有任何損失。坐標(biāo)變換在一般情況下分為以下兩種變換：（1）將三相平面坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為兩相靜止平面直角坐標(biāo)系，稱為Clarke變換，也就是3s 2s 變換。（2）將兩相靜止平面直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為兩相旋轉(zhuǎn)直角坐標(biāo)系，稱為Park 變換，也就是2 s 2r 變換。

圖 2.2 等效的異步電機(jī)繞組和直流電機(jī)繞組 坐標(biāo)變換電機(jī)的矢量控制是由 Clarke 與 Park 完成的。通過(guò)電機(jī)的一些物理參數(shù)來(lái)磁場(chǎng)的實(shí)時(shí)變化，然后再進(jìn)一步完成坐標(biāo)變換，以上即是該理論的內(nèi)涵。合以下兩個(gè)條件：1）電機(jī)內(nèi)部生成的磁場(chǎng)一直方向恒定；2）功率在此過(guò)程中沒有任何損失。標(biāo)變換在一般情況下分為以下兩種變換：1）將三相平面坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為兩相靜止平面直角坐標(biāo)系，稱為Clarke變換2s 變換。2）將兩相靜止平面直角坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為兩相旋轉(zhuǎn)直角坐標(biāo)系，稱為Park 變 s 2r 變換。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2882975