相感应电机的直接转矩控制分析

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1、摘要与传统的三相电机驱动系统相比，多相系统拥有诸多优势，如能够利用低压器件实现大功率、拥有更多的控制资源和控制自由度、更强的容错运行能力和系统可靠性等。由于这些优点以及大功率传动领域的旺盛需求，多相系统成为学术界和工程界的研究热点。多相系统与三相系统在原理方面既有相似之处，又引入了很多新的内容，在控制理论和实践应用方面，仍存在较多值得研究和有待完善之处。本文在文献阅读的基础上，对九相感应电机的直接转矩控制技术进行了比较深入的研究。本文首先根据绕组函数理论，对多相电机的磁动势进行了简要分析，详细阐述了多相电机系统的优势，如自由度多、控制资源丰富、可靠性好等．

2、一台多相电机(相数刀≥5)经过解耦变换，可以映射到多个正交解耦平面，对每个平面可以单独进行控制。建立了多相感应电机的数学模型，为后文的研究工作奠定数学和理论基础。详细阐述了直接转矩控制策略的原理和基本结构，结合多相电压源逆变器的拓扑结构，分析了九相系统的电压空间矢量以及空间矢量对转矩和磁链的增减作用．介绍了本文所使用的磁链观测甜一f—n模型。在此基础上，阐明了九相感应电机直接转矩控制的实现方法和电压空间矢量的选择原则，并利用Matlab7．1软件，对九相感应电机的直接转矩控制策略进行了详细的仿真验证。传统的直接转矩控制策略是基于开关表的滞环控制方法，只能控

3、制转矩和磁链的变化方向，而不能准确控制其变化量，因此是一种粗放的控制方法，导致系统转矩脉动较大。此外，在直接转矩控制的系统结构中不含电压调制环节，且对转矩和定子磁链的控制都是在定子两相坐标系中进行的。当直接推广到多相系统中时，会导致只有基波平面，即口，一屈平面可控，其他谐波平面都不可控。当在基波平面选定所需的电压空间矢量，该矢量在谐波平面将映射出幅值不为零的谐波电压矢量，从而产生谐波电流，导致相电流畸变和电机噪声。这是传统直接转矩控制的固有缺陷。为解决这两个问题，本文提出一种基于SVPWM的转矩预测控制方法。该方法根据电机的数学模型，由转矩差值和磁链差值推

4、导得到所需的电压空间矢量，然后利用多相SVPWM技术，进行电压空间矢量的合成。该方法能够实现对转矩差值和磁链差值的精确快速补偿，同时能够实现对各正交平面的控制，可以有效抑制定子谐波电流，也可以很容易的推广应用到非正弦供电技术中。最后在一套大功率多相变频调速系统上，对本文的研究工作进行了实验验证。关键词：多相系统九相感应电机直接转矩控制电压空间矢量SVPWMABSTRACTCompared、耐tlltheconventionalthree-phasevariable·speeddrivesystem,multiphasesystem、)I，ithphasen

5、umbern≥5hasmanyadvantages，suchasthecapabilityofusingtheexistinglowvoltagepowerdevicestorealizehi曲powerdrives，richcontrolsourcesandmulti-controlfreedoms，betterfaulttoleranceSOhigherreliability,etc．Duetotheseadvantagesandtheincreasingdemandsonhighperformanceandhighpowervariable-spee

6、ddrives，theresearchonmultiphasesystemhasexperiencedasignificantgrowth．Multiphasesystemhasmanysimilaritieswiththree-phasesysteminprinciple，butalsomanynewfeatures．Sotherearestillsomeproblemsintheoryandpracticeswhicharcworthresearchandneedtobeimproved．Thispaperhasresearcheddeeplyonth

7、edirecttorquecontrolstrategyofnine-phaseinductionmotoronthebasisofalotofreading．Firstofall，theMMFofmultiphasemotorisbrieflyanalyzedusingthetheoryofwindingfunctions，andtheadvantagesofmultiphasemotorslikemulti-controlfreedom，richcontrolsourcesandhigherreliabilityalerevealed．Amultiph

8、asemotor、析thphasenumbern≥5Canbede