51基于矩阵变换器的异步电动机直接转矩控制系统研究

江苏大学硕士学位论文基于矩阵变换器的异步电动机直接转矩控制系统研究姓名：仲崇毅申请学位级别：硕士专业：电机与电器指导教师：蔡彬;刘贤兴20090605基于矩阵变换器的异步电动机直接转矩控制系统研究作者：仲崇毅学位授予单位：江苏大学相似文献(10条)1.学位论文陈才学基于矩阵变换器的异步电机直接转矩控制2006本文以“基于矩阵变换器的异步电机直接转矩控制”为主题，研究了矩阵变换器的基本原理，优点及空间矢量调制策略的可行性，分析了双电压合成控制策略的特点、基本算法与规律；在直接转矩控制理论的基础上，将矩阵变换器供电异步电机，应用直接转矩控制理论对电机进行调速。本文的主要内容如下：从矩阵变换器的工作原理出发，对矩阵变换器建模分析，引出矩阵变换器的双空间矢量调制策略和虚拟等效电路；针对矩阵变换器的安全换流问题，介绍了目前常用的四步换流法；矩阵变换器是一个功率器件较多，控制方法复杂的系统，本文给出了矩阵变换器实现的系统框图；对三相电压合成与双电压合成进行比较，在常规调制策略下，矩阵变换器的电压传输比最大为0.866。在电气传动领域，直接转矩控制因其控制思想新颖，控制手段直接，控制方法简单而受到关注。直接转矩控制是继矢量控制之后又一种新颖的交流调速方法，本文简单阐述了直接转矩控制的基本原理，给出了直接转矩控制的系统控制方法。针对目前常用的交-直-交变频调速方式常采用二极管不控整流加大电容方式给电网带来了严重的谐波污染，而矩阵变换器能够克服交-直-交变频装置固有的缺点。本文提出将矩阵变换器优良特性和直接转矩控制的优点结合在一起，构成对电网无污染、高性能的“绿色”交流调速系统。利用MATLAB/SIMULINK软件，模拟实际系统，搭建仿真模型，对基于矩阵变换器的异步电机直接转矩控制系统进行仿真实验；对仿真结果进行分析。仿真结果表明，该组合控制策略是一种高性能的，无污染的“绿色”交流调速系统。它克服了传统的交-直-交变频装置的固有缺点，具有高输入功率因数和输入电流正弦等优良特性。2.期刊论文郭有贵.陈才学.朱建林.李利娟.GUOYou-gui.CHENCai-xue.ZHUJian-lin.LILi-juan空间矢量调制矩阵变换器驱动的异步电机直接转矩控制系统-控制理论与应用2008,25(2)矩阵变换器较传统的变换器具有一系列优点而成为研究热点,随着其理论研究的接近成熟,逐渐转向应用研究.提出了一种新颖控制策略.通过磁链和转矩的PI调节,把矩阵变换器的空间矢量调制与异步电机的直接转矩控制有机地结合起米,改进了系统的控制性能,尤其是电磁转矩的低速性能.这种PI调节器相对简单和具有较强的鲁棒性,比较无差拍空间矢量调制而言.本文首先阐述了传统的直接转矩控制原理和矩阵变换器的空间矢量调制,接着利用磁链和转矩的PI调节,详细论述了两者的结合和实现过程,并且在此基础上,建立这种新型交流调速系统的仿真模型,最后按照3种负载情况进行了仿真研究.仿真结果验证了这种新颖控制策略的可行性和较强的鲁棒性.3.学位论文邢海军矩阵变换器用于异步电机直接转矩控制研究2004交流调速发展至今,技术已相当成熟.以矢量控制为代表的交流调速技术已应用到工业控制的各个领域.接踵而至的是为了解决矢量控制计算复杂、控制性能受电机参数影响大等问题而提出的直接转矩控制技术.直接转矩控制不仅解决了矢量控制中的不足,而且控制简便、转矩响应速度快.然而,在矩阵变换器未出现以前,传统的矢量控制和直接转矩控制,其硬件主体—电力变换器都因为无法避免用于滤波的大电容,而使整个控制系统变得体积大、动态响应速度慢,限制了交流调速技术的发展.为了提高直接转矩控制的性能,同时获得矩阵变换器的众多优点:交交一次性变换、无中间滤波电容,网侧功率因数可调等,该文提出了将矩阵变换器应用于异步电机直接转矩控制的技术.该文首先阐述了课题背景.介绍了矩阵变换器的基本拓扑结构;控制策略:直接变换式控制策略和间接变换式控制策略;研究现状.同时介绍了直接转矩控制的基本结构和研究现状.其次该文以空间矢量调制技术为代表,对矩阵变换器进行了深入研究.将矩阵变换器等效成交-直-交结构,分别在虚拟整流和虚拟逆变阶段对矩阵变换器进行了分析.并分析了直接转矩控制的原理、磁链扇区的划分、磁链和转矩的控制性能,推导了直接转矩控制的开关表.基于对矩阵变换器和直接转矩控制的认识,该文将矩阵变换器应用到异步电机直接转矩控制中.首先将矩阵变换器的三相输入线电压进行扇区划分,在每个扇区内找出变化率最小的某线电压作为直接转矩控制的直流源,再利用传统的直接转矩控制策略进行分析.通过对磁链、转矩的控制性能分析,得出了矩阵变换器用于直接转矩控制的开关表,并对开关换流技术进行了分析.该文通过仿真分析和DSP模拟试验验证了矩阵变换器用于异步电机直接转矩控制的可行性.仿真分析中,比较了电机空载和负载两种情况下,输入输出波形和转矩响应速度.DSP模拟试验中,将整个控制系统模拟进了DSP,并且输出了9路控制信号.4.期刊论文汤雪松.任永德.谢宝昌.TangXuesong.RenYongde.XieBaochang矩阵变换器供电的异步电机直接转矩控制-电机技术2005(3)提出一种由矩阵变换器供电的异步电机直接转矩控制技术.同时对该控制系统进行了仿真研究.仿真结果表明该系统具有良好的动态性能.5.学位论文王胜东矩阵变换器与异步电机直接转矩控制的融合研究2005本文从理论上分析了异步电机直接转矩控制原理,介绍了空间矢量概念及其产生方法.对矩阵变换器的电压空间矢量进行了深入分析,提出了用于实现异步电机直接转矩控制的空间矢量给定方法;在深入分析矩阵变换器输入电流矢量的基础上,最终提出了使系统具有单位功率因数或者任意功率因数的调制算法.文中对矩阵变换器中双向开关的构成和安全换流策略进行了分析和介绍.在MATLAB/SIMULINK仿真环境下,对由IGBT和二极管反并联组成的双向开关以及由这种双向开关组成的开关阵列的仿真模型进行了改进,加快了仿真速度.利用MATLAB/SIMULINK仿真软件,模拟实际情况构建了矩阵变换器-直接转矩控制系统的主回路和控制回路,并对整个系统进行了大量仿真实验;对仿真结果进行了分析.仿真实验结果表明矩阵变换器跟交-直-交变换器一样能很好的实现异步电机直接转矩控制,同时它克服了后者输入电流非正弦,输入功率因数低的固有缺点.6.期刊论文吴小兰.谭国俊.叶宗彬.周文鸣.WuXiaolan.TanGuojun.YeZongbin.ZhouWenming矩阵变换器供电的异步电动机DTC-SVM控制-电气传动2007,37(9)提出一种由矩阵变换器供电的异步电机直接转矩控制-空间矢量调制(DTC-SVM)方法.该控制系统结构简单,转矩脉动小,输入功率因数为1.通过使用矩阵变换器空间矢量调制技术及异步电机的直接转矩控制技术,两种控制技术的优点得到了综合.用MATLAB软件对该控制系统进行了仿真测试,由仿真的矩阵变换器的输入、输出波形及异步电动机的速度、转矩波形证实了控制策略是有效可行的,系统具有良好的动态性能.7.学位论文徐伟矩阵变换器的研究及其在异步电机矢量控制系统中的应用2006本文对矩阵变换器及其在异步电机矢量控制系统中的应用进行了研究。文章在综合论述矩阵变换器拓扑结构、详细介绍了矩阵变换器的工作原理的基础上，重点分析了矩阵变换器的控制策略。给出了间接空间矢量调制策略、直接空间矢量调制策略及滞环电流调制策略的实现方法。接着又对目前研究相对较少的矩阵变换器的应用进行了仿真分析，用Matlab软件建立了基于矩阵变换器的异步电机闭环调速系统。仿真结果表明此系统既能实现传动系统的高性能控制，又可以满足日益严格的电网电能质量的要求。最后，用TMS320LF2407DSP对矩阵变换器的双空间矢量调制策略进行了模拟实验。8.会议论文李明.王军.陈爱丽.巩敦卫矩阵变换器控制方法研究本文介绍了矩阵变换器的工作原理,分析了矩阵变换器的开关函数控制算法和空间矢量控制算法的调制过程.应用Matlab软件,建立了矩阵变换器供电的转速开环异步电机系统模型,同时进行了仿真研究,结果表明这两种方法应用到交流调速系统中具有良好的性能。9.学位论文罗伟斌矩阵变换器在变速恒频异步风力发电中应用研究2006被称为“蓝天白煤”的风力资源，是一种取之不尽，又不会产生任何污染的可再生能源。人类早在远古时代便开始利用风能。在风能利用中，最完善的方案是把风能转换为电能，并且送到电网中去，而风力发电目前采用的最佳技术方案是利用交流发电机直接实现变速恒频发电。该系统由于变速范围宽，具有最佳的风能利用系数，是风能发电的发展方向。交流变速恒频风力发电系统从电气的角度来看，它包括交流发电机、电能控制系统。本文交流发电机采用异步电机，电能控制系统采用矩阵式变换器，研究基于矩阵式变换器的异步变速风力发电技术，通过研究变速风力发电技术，分析矩阵式变换器双空间矢量调制理论，利用矩阵式变换器功率因数可控原理，结合异步电机电动和发电原理，提出一套方案，既对输入电压进行锁相来控制输入电流矢量，向电网输送恒频恒压的电能；用转差频率控制算法产生电压空间矢量控制异步电机，使其在低风速时能够跟据风速变化，运行中保持最佳叶尖速比以获得最大风能，高风速时利用风轮转速的变化，储存或释放部分能量，提高传动系统的柔性，使功率输出更加平稳。首先对矩阵式变换器双空间矢量调制进行MATLAB仿真，验证双空间矢量调制可行性后，再研制出矩阵式变换器实验样机，用一直流电动机模拟风力机作为异步电机发电原动力，用本文提出的方案通过矩阵式变换器控制异步电机，成功向电网送电，证明它不仅具有常规变速风力发电最大限捕捉风能、较宽的转速运行范围的优点，而且在双矢量PWM下可实现自然软并网、有功和无功调节，抑制谐波、减少开关损耗，提高效率。10.期刊论文张玉明.钟国基.ZHANGYu-ming.ZHONGGuo-ji矩阵变换器的异步电机直接转矩控制-电力电子技术2009,43(6)研究了一种适用于矩阵变换器供电的异步电机调速系统组合控制策略.同时实现了矩阵变换器的空间矢量调制和异步电机的定子磁场定向直接转矩控制(DTC).通过Matlab软件仿真和电力电子实验平台上的试验结果表明,采用这一控制策略的调速系统具有良好的静、动态性能,并且保持了单位功率因数.本文链接：下载时间：2010年5月19日