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基于滑模变结构和SVM-DTC 异步电机调速系统的研究

2012-09-22郑勇潘峰

电气技术 2012年12期

郑 勇 潘 峰

(太原科技大学,太原 030024)

1985年由德国鲁尔大学的Depenbrock教授首次提出了直接转矩控制的理论,就以其新颖的控制思想,简洁明了的系统结构,优良的静、动态性能受到了普遍注意并得到迅速发展[1]。但传统的 DTC的缺点是它的开关频率随着转速以及磁链和转矩的滞环带而变化,并且低速时转矩脉动大[2]。而在基于空间电压矢量调制的直接转矩控制(SVM-DTC)异步电机中,可根据转矩误差和定子磁链误差借助于 SVM原理实时合成出一个最佳电压作用于电机,使得转矩和磁链误差恰好得到补偿,从而减小了转矩和磁链脉动;采用矢量的对称调制,达到开关频率恒定的效果、减小电机运行噪声、电流的正弦度较好[3]。

滑模变结构控制不仅具有响应快,对系统参数和外部扰动呈不变性,而且算法简单,易于工程实现等特点[4]。将其用于速度调节器中,以代替PI调节器。在不增加复杂性的基础上可进一步改善异步电机直接转矩控制系统的动静态特性。

1 SVM-DTC的异步电机整体结构

SVM-DTC思想是基于以下基本思想:以转矩的PI控制器得到的转差角频率后用来确定定子磁链角,再根据给定的磁链幅值,进行直接的定子磁链控制所获得控制电压驱动 SVPWM,以取代传统的转矩磁链滞环控制以及开关表来获得逆变器电压的直接转矩控制策略。

图1中的基于空间电压矢量调制技术的直接转矩控制的异步电机系统和传统的直接转矩不同的控制环节主要有4个模块,即PI转矩控制模块,参考电压计算模块,参考定子磁链计算模块,SVPWM模块。……

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