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1、太原科技大学题目：直接转矩控制专业：电气工程 班级：研1403 姓名：安顺林 学号：S201402324L一忧d = E 。Ua2 312一仇 d 二 -EII 3 d 3十1cotcotS abc401100110110011001012345641Us2Us344U :s54646(010)(15)图2-3工作状态三相电压波形把逆变器的输出电压用空间矢量来表示，电压空间顺序见图2-4。%表示 电压矢量，那么7有个离散的电压空间矢 量。每个工作电压空间矢量在空间位置 相差60 ,矢量以逆时针顺序旋转，即顺序 为人I f42 一 43 一44 一45 一双6。其中六 边形的中心是零电压矢量。对
2、异步电机三相分析，将三维矢 量转化为二维矢量，在这用Park 变换。将异步电机三相定子坐标 系的a轴与Park矢量复平面的实 轴a重合，那么三相物理量尤、X。的Park矢量X为：X(t) = hXa(t) + pXb + p2 X,其中0 = /12。由图2的接法，其输出电压空间矢量以的Park矢量变换表达式为：=2 U + 劭2乃/3 +/4/3 (16)ua uh “c分别是a、b、c三相定子负载绕组的相电压。依图3给出的M”、即、 吃、并代入式(16)可以计算出从16各个状态输出的电压空间矢量名。直接转矩控制是根据定子磁链九，转矩7；的要求，从17状态中选出一个最正确 控制矢量使电机运行
3、在特定的状态。2. 2磁链控制磁链控制的任务是识别磁链的运动轨迹的区段或位置，给出正确的磁链开 关信号，以产生相应的电压空间矢量，控制六边形轨迹或圆形轨迹正确地旋转。2. 2. 1磁链轨迹的控制由式(4)可得：匕乙6)力(17)如果忽略凡 那么式(17)可表示成y/s (r) j us (t)dt(18)由式(18)可以看出电机定子磁链，的运动方向是依以方向进行的。当电压 逆变器开关状态不发生变化时，定子电压矢量不变，此时电机采用非零空间电压 矢量，那么忆的运行方向与幅值将发生变化；但当采用零电压矢量时忆的运行将 受到抑制。按照状态一 心 一s2f “S3顺序运行一周后，将形成一个六边形磁链轨
4、迹，如图4。而合适地施加非零矢量顺序和合理的作用时间比例, 可以形成一个多边形磁链轨迹，以致近似圆形轨迹。把(。-尸)复平面分成6 个区域，如图2-5,（2N - 3）J（n）（2N-1A66（2N - 3）J（n）（2N-1A66N =1, 2, 3, 4, 5, 6（19）图2-5圆形磁链假设测得的定子磁链为MJ,给定磁链为k何， 将|八|与匕句之间的偏差进行滞后比拟，当误差 不在所允许的范围之内时就进行电压切换，以 减小误差。实现这种功能的环节称为磁链调节器, 实际上它是一个施密特触发器。图2-6为磁链 调节器的功能图。图中为为磁链调节器的输出， %为磁链误差带宽。当 匕句一|忆目? 时
5、，磁链调节器输出儿=1,即选择电压矢量使帆增加。图2-6磁链调节器当|匕4-1Kli时,磁链调节器输出/不变.当八应|k| %：转子电压（。、B）分量J,产分别为机械转动惯量和机械磨擦系数本文均采用空间矢量分析方法，图2-1是异步电机的空间矢量等效图，在正交定子坐标系（。-交定子坐标系（。-各个物理量定义如下：Us （?）一定子电压空间矢量北一定子电流空间矢量“。一转子电流空间矢量乙一定子磁链空间矢量 3 一电角速度依图2-1以下表达式表示异步电机在定子坐标系下的方程:4 =柩+ M0 = Rrir 一 族r+j %（5）Ws=L iWr -LI（7）定子旋转磁场输出功率为（下式牝表示定子旋转
6、磁场的频率）： 33= - RE = - sa isa + spisp）（8）并且有忆=血乙（乙+即）把表达式（9）分解到（二-6）坐标下得：Wsa =_%第=一吗忆夕（1）第二一以根=以匕（11）把式（10）和式（11）代入式（8）得转矩表达式：3心二5（匕工夕一忆儿。（12）乙从图1可得：结合式（6）、式（7）得：1 3Td=- sa啰）（13）上式也可以表示成（。为磁通角，即定子磁链与转子磁链之间的夹角）：1 3Td = -klk|sin9（14）定子磁链的幅值根据式（4）由定子电压积分来计算的，而转子磁链幅值由 负载决定的，它根据式（5）由转子电流决定，而稳态转矩据式（14）那么通过计
7、 算磁通角来实现。电压型逆变器的模型逆变器是直接转矩伺服驱动器中的重要局部，本系统采用的是电压型逆变 器。如图2,每个桥臂各有上、下两个开关管（S。、品、枭、S,、5八% ）图2电压型逆变器图2电压型逆变器在同一时刻总有一个开关管断开，另a 一个闭合。其中臬与，Sb与SbS,与S,均互为反向，也即一个导 通而另一个断开。a、b、c表示异 步电机的三相。逆变器总共有8种 开关状态，如表1:表1逆变器8种开关状态开关状态01234567Sa01010101Sb00110011Sc00001111从表1可以看出，开关状态0、7属于同一状态，其相当于把电机三相A、B、 C同时接到同一电位上，这两种状态称为零状态；而另外状态16那么称为工作 状态。所以实际上电压逆变器共有7种不同状态。由图2-2可知，当电压型逆变 器在没有零电平输出时它的六种工作状态的电压波形、电压幅度和开关状态的对 应关系如图2-3,图中八 人2、人3、人4、%5、k6分别对应状态（11）、（001）、(101)、 (100)、 (110)、 (010)o