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无速度传感器异步电机控制系统仿真研究

  • 简介:(论文 字数:25654页数:46)引 言 交流电机早在十九世纪八十年代中期就已问世,由于它具有消耗原料少,制造成本低,结构牢固,运行安全可靠,环境适应性强以及易于向高电压、高速度和大容量方向发展等特点,迅速得到广泛的应用。但是,在二十世纪的大部...
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(论文 字数:25654页数:46)引 言
交流电机早在十九世纪八十年代中期就已问世,由于它具有消耗原料少,制造成本低,结构牢固,运行安全可靠,环境适应性强以及易于向高电压、高速度和大容量方向发展等特点,迅速得到广泛的应用。但是,在二十世纪的大部分年代,鉴于直流传动具有优越的调速性能,高性能可调速系统一般采用直流电机,而约占电气传动总容量80%的不变速传动系统则采用交流电机。这种所谓的不变速系统是指交流电机本身不进行调速,而为了达到对整个系统的控制又不得不采用其它的措施(如挡板,阀门等)进行调速,从而白白消耗了大量的电能。另外,直流电机由于它的特殊结构(电刷和整流子)而使得它既不容易适合高速运行,更不容易在恶劣环境下工作。这样,如何从本质上改变交流电机调速控制特性,使之具有直流电机的调速性能,便成为近几十年来各国学者努力研究的主要课题之一。
20世纪80年代出现的直接转矩控制理论,给我们提供了一种高性能的交流变频调速方法。直接转矩控制采用空间矢量的分析方法,直接在定子坐标系下计算与控制交流电动机的转矩,采用定子磁场定向,借助于离散的两点式调节(Band-Band控制)产生PWM信号,直接对逆变器的开关状态进行最佳控制,以获得转速的高动态性能。它省掉了复杂的矢量变换与电动机数学模型的简化处理,没有通常的PWM信号发生器,它的控制思想新颖,控制结构简单,控制手段直接,信号处理的物理概念明确,该控制系统的转矩响应迅速,限制在一拍以内且无超调,是一种高性能的交流调速方法。
然而,直接转矩控制作为一种诞生不久的新理论、新技术,又有其不完善、不成熟之处,主要表现在转矩脉动大、磁链轨迹畸变、电流波形差等。如何改善、解决这些问题,扩大直接转矩技术的应用领域,成为当前我们要研究的问题。另外,为了得到高性能的转速控制,采用速度闭环控制是必不可少的,因此需要在异步电机转轴上安装转速传感器,而传统的电机转速检测装置多采用测速发电机或光电编码器,但是速度传感器的安装不仅增加了成本,实际应用时有些场合根本不能安装转速传感器,有时甚至找不到转速反馈的位置,而且还增加了系统的复杂性,降低了系统的稳定性和可靠性。此外速度传感器不适用于潮湿、粉尘等恶劣环境,因而如果能有效地进行在线转速辨识,速度传感器的问题也就解决了。

目录

第1章 文献综述及课题的提出
第2章 直接转矩控制系统的基本理论分析
第3章 直接转矩控制系统的基本组成
第4章 无速度传感器直接转矩控制系统的研究
第5章 直接转矩控制系统的仿真研究

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