效率最优感应电机无差拍直接转矩控制

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1、EIJECTRICDRIVE2013Vo1．43No．10电气传动2013年第43卷第10期效率最优的感应电机无差拍直接转矩控制聂晶，张兴华，孙振兴(南京工业大学自动化与电气工程学院，江苏南京210009)摘要：提出了一种感应电机无差拍直接转矩控制系统的效率最优控制方法。在定子磁链定向坐标系中，以定子磁链和转子磁链为状态变量，导出了空间矢量无差拍直接转矩控制的电压控制律。分析了电机损耗与转矩、转速和定子磁链之间的关系，给出了电机稳态运行时效率最优的定子磁链幅值计算公式，实现了感应电机无差拍直接转矩控制变频调速系

2、统的效率最优控制。实验结果表明，给出的优化控制策略，在保持无差拍直接转矩控制快速动态响应特性的同时，电机轻载运行效率得到显著提高。关键词：感应电机；无差拍；直接转矩控制；损耗模型；效率优化中图分类号：TM346文献标识码：AEficiencyOptimizationofDead-beatDirectTorqueControlledInductionMotorDrivesNIEJing，ZHANGXing—hua，SUNZhen—xing(CollegeofAutomationandElectricalEngin

3、eering，NanfingUnwemi~ofTechnology，Nanfing210009，Jiangsu，China)Abstract：Anefficiencyoptimizationstrategyofdead—beatdirecttorquecontrolledinductionmotordriveswasproposed．ThecontrollawoftheDB—DTCwithspacevectormodulationwasobtainedbyusingthestatorandrotorfluxli

4、nkageasthestatevariablesinthestatorfluxorientedsynchronousreferenceframe，thefunctionrelationshipbetweenthepowerlossesandtheoutputtorque，speedandstatorfluxwasanalyzed，thecomputationalformulationofthestatorfluxamplitudewhichmakesthepowerlossesminimizationwasde

5、rivedinsteady—statephase．Consequently，theeficiencyoptimizationcontrolfordead—beatdirecttorquecontrolledinductionmotordrivesystemswasachieved．Theexperimentalresuhsshowthattheproposedcontrolmethodnotonlypreservesthefasttorquedynamicresponse，butalsoimprovestheo

6、perationeficiencyofthedrivingsystem．Keywords：inductionmachine：deadbeatcontrol；directtorquecontrol；powerlossmodel；efficiencyoptimization定子电压矢量参考值，之后由SVPWM合成作1引言用于逆变器的电压矢量。从而减小了磁链、转直接转矩控制技术n是一种高性能电机矩和电流的脉动，且具有固定的开关频率。但控制方法，该方法直接将磁链和电磁转矩作为是由于系统中采用了2个PI调节器，受到PI控

7、控制变量，克服了矢量控制运算复杂的缺点，制器带宽的限制，动态响应速度受到一定的影具有控制结构简单、动态响应快和鲁棒性好等响。为进一步提高直接转矩控制系统的性能，优点。直接转矩控制方法一般可以分为两种基文献[6—1O]分析研究了一种基于无差拍控制本类型：1)滞环控制器加开关逻辑表的类型；的感应电机直接转矩控制方法，该方法具有不2)PI调节器加空间矢量脉宽调制(spacevector受PI调节器带宽限制的快速响应特性，特别pulsewidthmodulation，SVPWM)j。类型1)适合于离散控制系统，理论上可

8、以在1个采样在1个采样周期内只能使用1个基本电压矢周期内使得电机的输出转矩和定子磁链误量，导致磁链、转矩和电流的脉动较大，调节性差为零。具有动态响应快速，系统稳定性好的能较差，并且逆变器开关频率不固定；类型2)特点。采用PI调节器作为磁链与转矩的控制器，得到感应电机运行时的效率与电机励磁水平直接作者简介：聂~(1986一)，男，硕士研究生，Email：niejing88@126．cor