異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制
異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制
一、仿真環(huán)境：MATLAB R2010a
二、
穩(wěn)態(tài)仿真結(jié)果分析
電機(jī)三相定子繞組電流
上圖為DTC控制下異步電機(jī)的定子三相電流，由圖可知，直接轉(zhuǎn)矩控制下定子電流基本成正弦波，由于固有的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大等不足，電流中含有高次諧波，會(huì)在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生噪音。
-2-1012
磁鏈圓軌跡
上圖所示為 轉(zhuǎn)矩20NM時(shí)，由啟動(dòng)到穩(wěn)態(tài)運(yùn)行過程中，直接轉(zhuǎn)矩控制下的磁鏈圓軌跡，由圖可知磁鏈軌跡為圓形，實(shí)現(xiàn)了磁場定向控制
轉(zhuǎn)矩波形
上圖所示為直接轉(zhuǎn)矩控制下電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩波形，給定負(fù)載轉(zhuǎn)矩20Nm，由于直接轉(zhuǎn)矩控制的
滯環(huán)調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)矩波形中脈動(dòng)含量較大。
轉(zhuǎn)速波形
上圖所示為給定轉(zhuǎn)速1000r/min時(shí)，電機(jī)帶負(fù)載20Nm從零速啟動(dòng)到穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)速波形，由圖可知，該直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)控制下的'電機(jī)可以達(dá)到帶負(fù)載調(diào)速要求，且穩(wěn)態(tài)精度高，調(diào)
節(jié)性能好。
逆變器輸出電壓
上圖所示為逆變器輸出的電壓，呈一系列脈沖狀，不能直接用于磁鏈觀測，故而在觀測磁鏈中選擇電壓重構(gòu)（詳見仿真圖中）
網(wǎng)磁鏈波形
上圖所示為電機(jī)帶負(fù)載20Nm時(shí)的磁鏈波形，由圖可知，磁鏈正弦度高，精度好，穩(wěn)態(tài)性能
優(yōu)良。
動(dòng)態(tài)性能分析
負(fù)載突變轉(zhuǎn)速波形
上圖所示為異步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)性能仿真，由圖可知，電機(jī)帶10Nm的負(fù)載從零速啟動(dòng)，穩(wěn)態(tài)運(yùn)行后于1s時(shí)刻負(fù)載突變?yōu)?0Nm，轉(zhuǎn)速經(jīng)過稍許跌落后迅速達(dá)到給
定值，系統(tǒng)抗負(fù)載擾動(dòng)能力強(qiáng)。
負(fù)載突變時(shí)轉(zhuǎn)矩波形
上圖所示為上述動(dòng)態(tài)過程中電機(jī)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)波形，由圖可知電機(jī)轉(zhuǎn)矩的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)性能優(yōu)越，負(fù)
載轉(zhuǎn)矩突變時(shí)，電機(jī)輸出電磁轉(zhuǎn)矩迅速調(diào)節(jié)以達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行。
負(fù)載突變時(shí)定子A相電流
上圖所示為電機(jī)負(fù)載突變時(shí)電機(jī)定子A相繞組的電流波形，由圖可知，1s時(shí)負(fù)載突然增大
一倍，電機(jī)出力增加，電流變大，電磁轉(zhuǎn)矩增大。
轉(zhuǎn)速突變時(shí)速度響應(yīng)
上圖所示為給定負(fù)載轉(zhuǎn)矩20Nm時(shí)，異步電機(jī)轉(zhuǎn)速給定為500r/min，穩(wěn)定運(yùn)行后于1s時(shí)刻
突變?yōu)?000r/min，由圖可知，轉(zhuǎn)速響應(yīng)迅速，穩(wěn)態(tài)精度高。
轉(zhuǎn)速突變時(shí)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)
上圖所示為上述條件下電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩響應(yīng)波形，在轉(zhuǎn)速上升時(shí)，電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩增加，用于加
速，穩(wěn)定運(yùn)行后 電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩維持負(fù)載轉(zhuǎn)矩。
轉(zhuǎn)速突變時(shí)電流響應(yīng)
上圖所示為轉(zhuǎn)速突變后，電機(jī)定子電流響應(yīng)，負(fù)載轉(zhuǎn)矩維持不變，電機(jī)電流幅值不變，轉(zhuǎn)速
升高，電流頻率增加。
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