Forskning om direkt momentstyrning av induktionsmotor baserat på MATLAB / Simulink
DTC-teknik (Direct Torque Control) är en ny typ av variabel frekvenshastighetsstyrningsteknik som utvecklats efter vektorkontrollteknik. Det var först föreslagit av tysk scholar M. Depenbrock och japansk forskare I. Takahashi för asynkronmotorer på 1980-talet. Teorin om direktmomentkontroll av permanentmagnet synkronmotor föreslås av Zhong. L, Rahman MF, Hu YW och andra forskare. Den använder analysmetoden för rymdvektorn för att beräkna och styra vridmomentet och flödesbindningen hos växelströmsmotorn direkt i statorkoordinatsystemet. Statorens magnetfältorientering används för att generera pulsbreddssignalen med hjälp av diskret tvåpunktskontroll (Band-Band-styrning). Omriktarens växlingstillstånd styrs direkt för att uppnå hög dynamisk prestanda av vridmomentet.
DTC har fördelarna med enkel styrstruktur, snabbmoment dynamiskt svar, mindre beroende av motorparametrar och god robusthet mot motorparametrarändringar. Den används allmänt i asynkronmotorer och synkronmotorer med permanentmagnet, och spelar en stor roll i industriproduktion som hushållsapparater, bilindustrin och elmotorer.
Baserat på analysen av den matematiska modellen av trefas-asynkronmotor introduceras styrprincipen för direktmomentstyrsystemet för trefas-asynkronmotor. Den övergripande simuleringsmodellen för det trefasiga asynkronmotorens direktmomentstyrsystem baseras på MATLAB / Simulink-simuleringsplattformen. En simuleringsmodell av varje komponent i systemet. Simuleringsresultaten visar att kontrollmetoden effektivt kan realisera snabb spårning av motorvarvtalet. Systemet har hög dynamisk och statisk prestanda, vilket effektivt minskar motorns vridmoment och vridmomentet och förbättrar stabiliteten hos växelströmsstyrsystemet. Statliga prestationer.
1. Matematisk modell för asynkronmotor
Asynkronmotorer är högbeställda, olinjära och starkt kopplade multivariabla system. När man analyserar matematisk modell för en asynkron maskin görs följande antaganden vanligtvis:
(1) Ignorera rumsövertonerna, förutsatt att trefaslindningarna är symmetriska och det resulterande luftgapsmagnetfältet är sinusformigt fördelat.
(2) Ignorera magnetisk mättnad.
(3) Exklusive järnförlust.
(4) Effekten av frekvens och temperaturförändringar på lindningarna beaktas inte.
Den asynkronmotor beskrivs på ortogonalt statorkoordinatsystem med hjälp av rymdvektoranalys. Den matematiska modellen för motorn i statorkoordinatsystemet består av en spänningsekvation, en flödesekvation, en momentekvation och en rörelseekvation.
2 Asynkronmotorens direktmomentstyrning (DTC) -princip
Metoden med direktmomentstyrning (DTC) använder rumsvektorns analysmetod för att analysera den matematiska modellen av växelströmsmotorn direkt i det statorstationsnära koordinatsystemet, konstruerar en algoritmmodell för vridmomentet och flödesbindningen, beräknar och styr vridmomentet hos växelströmsnätet motor och använder hystereslingan. Styrenheten (Bang-Bang-kontrollen) genererar en PWM-signal och styr direkt omkopplarens växlingstillstånd via omkopplingsbordet för att uppnå hög dynamisk prestanda för vridmomentet.
Grundprincipen är att fullt ut utnyttja omkopplingsegenskaperna hos spännings-typomriktaren. Genom kontinuerlig växling av spännings tillstånd närmar sig statorflödesbindningsbanan cirkeln och glidfrekvensen ändras genom införandet av nollspänningsvektorn för att styra motorns vridmoment och förändringshastigheten är sådan att flödesbindningen och vridmomentet av växelströmsmotorn byt snabbt efter behov.
Asynkronmotorns direktmomentstyrning (DTC) består av en inverterare, en trefas-asynkronmotor, flödesbindningsuppskattning, momentuppskattning, rotationspositionsuppskattning, växelbord, PI-regulator och hysteresekomparator. Styrsystemet beräknar motorens angivna hastighet och aktuella hastighetsfel genom PI-regulatorutgången som givet vridmoment. Samtidigt beräknar systemet motorn med fluxkopplingsmodellen och vridmomentmodellen baserat på den detekterade motorns trefasström och spänningsvärden. Storleken på flödesbindningen och vridmomentet beräknar läget för rotorn hos motorn, den givna fluxkopplingen av motorn och felet mellan vridmomentet och det verkliga värdet. Välj slutligen omkopplarens växelspänningsvektor enligt deras tillstånd så att motorn kan justeras i enlighet med kontrollkraven. Utgående vridmoment, och slutligen uppnå syftet med hastighetsreglering.
