基于占空比控制的异步电机直接转矩控制-论文.pdf

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1、第48卷第4期电力电子技术Vo1．48，No．42014年4月PowerElectronicsApril2014基于占空比控制的异步电机直接转矩控制李政学，李正熙。，班晓娟(I．北京科技大学，计算机与通信工程学院，北京100083；2．北方工业大学，电力电子与电气传动工程研究中心，北京100144)摘要：针对异步电机传统直接转矩控制(DTC)在电机低速运行时存在的转矩脉动大、开关频率不固定等问题，在详细分析影响磁链和转矩脉动大小因素的基础上．提出一种准确确定占空比大小的异步电机新型DTC方法，该方法基于精确的

2、数学模型。利用转矩误差计算出当前所选基本电压矢量的作用时间在整个采样周期中的占空比。仿真和实验结果表明，新占空比控制方法在保持传统DTC优点的基础上，能有效减小转矩脉动，改善了传统DTC的性能。关键词：异步电机；直接转矩控制；脉动减小；占空比控制中图分类号：TM343文献标识码：A文章编号：1000—100X(2014)04—0017—03ANovelDirectTorqueControlofInductionMotorBasedonDutyRatioControlLIZheng—XUO，LIZheng-xi

3、，BANXiao-juan(1．UniversityofScience&TechnologyBeijing，Beijing100083，China)Abstract：Inordertosolvetheproblemsofhightorquerippleandinconstantswitching~equencyinconventionaldirecttorquecontrolled(DTC)inductionmotorinalowspeedrange，anovelDTCstrategyofinductionm

4、otorcombinedwithexactdutyratiocalculationisproposedbasedontheanalysisofefectfactorsoffluxlinkageandtorqueripples．Inthismethodthedutyratiooftheactivevectoriscalculatedaccordingtotorqueerrorsbasedonexactmathematicalmodels．Simulationandexperimentalresultsshowt

5、hatthenewDTCstrategyhastheadvantagesoftraditionalDTCandefectivelyreducestorqueripplewhichimprovetheperformanceoftraditionalDTC．Keywords：inductionmotor；directtorquecontrol；ripplereduction；dutyratiocontrolFoundationProject：SupposedbyNationalNaturalScienceFoun

6、dationofChina(No．51207003)1引言学模型且实现复杂。文献[4]则是根据瞬时转矩斜率公式推导了转矩变化量最小的条件，进而确定DTC自20世纪80年代中期提出后．已广泛出基本电压矢量作用时间，但计算量很大。应用于交流电机驱动系统。与矢量控制相比，DTC这里在分析影响磁链和转矩脉动大小因素的具有控制方式简单、转矩响应快速、便于实现全数基础上．提出一种新的占空比控制方法。该方法借字化的优点[1]，但同时存在着明显的转矩脉动，电鉴了SVM技术中电压矢量合成的思想。将一个采机低速运行时尤为突出。通

7、常解决这一问题的方样周期中的基本电压矢量和零电压矢量合成一个法是采用空间矢量调制(SVM)技术[2j。新的电压矢量。仿真和实验结果证明了该方法的另一种减小转矩脉动的方法是采用占空比控可行性和在减小转矩脉动方面的有效性。制技术。其基本思想是：在每个采样周期中，基本电压矢量的作用时间只占采样周期的一部分，而2直接转矩控制原理不是在整个采样周期内一直作用基本电压矢量。在静止d，q坐标系中．电机矢量方程为【】：占空比控制实现的核心就是如何确定每个采样周fu~=Rj+d出，O=RSr+dqFJdt-jw⋯期中基本电压矢

8、量的作用时间。文献[3]采用模糊【tlts=Lj+Lj，qtr=L~i+Lj控制的方法确定所需占空比大小。缺少精确的数式中：，为定、转子磁链矢量；H。和i为定子电压、电流矢量；∞为转子电角速度；。和为定、转子自感；为互感；R，R为定、转子电阻。基金项目：国家自然科学基金(51207003)设n。为电机极对数，电磁转矩可用和f的定稿日期：2014—01—02作者简介：李政学(1976一)，男，吉林人，