亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于SVPWM單臺(tái)逆變器的電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)控制策略研究

        2016-03-25 06:13:45顧含張志榮黃杰
        微型電腦應(yīng)用 2016年1期
        關(guān)鍵詞:矢量控制逆變器

        顧含,張志榮,黃杰

        ?

        基于SVPWM單臺(tái)逆變器的電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)控制策略研究

        顧含,張志榮,黃杰

        摘 要:分析了三相異步電機(jī)矢量控制數(shù)學(xué)模型,闡述了三相異步電機(jī)矢量控制策略,給出了兩電平逆變器空間矢量的分布及調(diào)制方法,通過仿真及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了三相異步電機(jī)矢量控制的有效性。

        關(guān)鍵詞:三相異步電機(jī);矢量控制;逆變器;空間電壓矢量調(diào)制

        0 引言

        三相異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的控制技術(shù),主要包括異步電機(jī)的控制策略和逆變器調(diào)制方式。空間電壓矢量調(diào)制(SVPWM)是近年發(fā)展的一種比較新穎的控制方法,是由三相功率逆變器的六個(gè)功率開關(guān)元件組成的特定開關(guān)模式產(chǎn)生的脈寬調(diào)制波,能夠使輸出電流波形盡 可能接近于理想的正弦波形。SVPWM技術(shù)與正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)相比較,繞組電流波形的諧波成分小,使得電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)降低,旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)更逼近圓形,而且使直流母線電壓的利用率有了很大提高,且更易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化[1]。

        1 三相異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型

        1.1 假設(shè)條件及正方向的選擇

        一般提出的假設(shè)條件及正方向的選擇方法為[2]

        (1)電機(jī)氣隙磁場(chǎng)按正弦分布,忽略空間諧波磁場(chǎng)的影響;

        (2)忽略電機(jī)鐵心的飽和、磁滯及渦流的影響;

        (3)定子內(nèi)表面是光滑的,即忽略齒隙和通風(fēng)槽的影響;

        (4)電機(jī)參數(shù)不變,不受電流、溫度、轉(zhuǎn)速的影響;

        (5)在數(shù)學(xué)模型中,對(duì)各個(gè)物理量的下標(biāo)作如下的規(guī)定:

        s表示定子量,r表示轉(zhuǎn)子量,A,B,C相分別表示對(duì)應(yīng)定子第1,2,3相繞組,a,b,c相分別對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)子第1,2,3相繞組。

        (6)各物理量的正方向作如下規(guī)定:

        定子和轉(zhuǎn)子電壓及電流正方向的選擇都按照電動(dòng)機(jī)的慣例;磁鏈的正方向規(guī)定為正的電流產(chǎn)生正的磁鏈;轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的正方向規(guī)定為逆時(shí)針方向;α-β坐標(biāo)系中,α軸與定子A相繞組軸線重合,β軸超前α軸90o電角度;d-q坐標(biāo)系中,d、q軸與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn),d軸超前q軸90o電角度。

        1.2 三相異步電機(jī)在d-q坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型

        三相異步電機(jī)在d-q坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型如下[3]:

        (1)電壓方程如公式(1):

        式中下標(biāo)s代表定子量,r代表轉(zhuǎn)子量,d代表d軸分量,q代表q軸分量。Rs、Rr分別為定子轉(zhuǎn)子電阻;Ls、Lr分別為定子轉(zhuǎn)子自感;usd、usq分別為定子電壓d軸、q軸分量; isd、isq分別為定子電流d軸、q軸分量;ird、irq分別為轉(zhuǎn)子電流d軸、q軸分量;Lm為定轉(zhuǎn)子間互感;ω e為同步角速度;p為微分算子;?ω為轉(zhuǎn)差角速度;Te為電磁轉(zhuǎn)矩;

        (2)磁鏈方程如公式(2):

        (3)轉(zhuǎn)矩和運(yùn)動(dòng)方程如公式(3):

        2 三相異步電機(jī)矢量控制

        2.1 三相異步電機(jī)矢量控制數(shù)學(xué)模型

        對(duì)于鼠籠型異步電機(jī),轉(zhuǎn)子是短路的,電機(jī)數(shù)學(xué)模型可進(jìn)一步寫成如公式(4):

        其中,np為電機(jī)極對(duì)數(shù);φr為轉(zhuǎn)子磁鏈;Tr為轉(zhuǎn)子繞組時(shí)間常數(shù)。

        由式(4)、(5)可得公式(6)、(7):

        由(5)-(7)式看出,轉(zhuǎn)子磁鏈φ r由isd產(chǎn)生,與isq無關(guān)。則可以認(rèn)為isd為定子電流勵(lì)磁分量,isq為定子電流轉(zhuǎn)矩分量。φ r與isd之間的傳遞函數(shù)是一階慣性環(huán)節(jié),其時(shí)間常數(shù)為轉(zhuǎn)子繞組時(shí)間常數(shù)Tr保持isd為常數(shù),φ r將沒有時(shí)間上的滯后,而isq也不存在慣性環(huán)節(jié);當(dāng)isq變化時(shí),電磁轉(zhuǎn)矩Te將無任何滯后,隨isq正比變化。所以通過對(duì)isq的閉環(huán)控制可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的快速響應(yīng)。由上述,異步電動(dòng)機(jī)矢量控制策略可以有效實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)定子電流的勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)矩分量之間的解耦,通過對(duì)勵(lì)磁、轉(zhuǎn)矩分量的分別控制,能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)越的控制性能。

        2.2 三相異步電機(jī)矢量控制原理

        矢量控制通過坐標(biāo)變換將異步電機(jī)等效為直流電機(jī)進(jìn)行控制,典型的三相異步電機(jī)矢量控制方案如圖1所示:

        圖1 三相異步電機(jī)矢量控制框圖

        該系統(tǒng)是典型的轉(zhuǎn)速、磁鏈雙閉環(huán)矢量控制系統(tǒng),通過對(duì)目標(biāo)轉(zhuǎn)速與實(shí)際轉(zhuǎn)速之差進(jìn)行PI調(diào)節(jié),控制電流轉(zhuǎn)矩分量isq的大小,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的快速響應(yīng),通過電機(jī)模型計(jì)算出d-q坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)角。電流勵(lì)磁分量通??梢院?jiǎn)化為給定固定的值進(jìn)行PI調(diào)節(jié)[4]。最后通過SVPWM使電壓型逆變器輸出特定的電壓矢量。

        2.3 三相兩電平逆變器SVPWM原理

        三相負(fù)載相電壓可以用一個(gè)空間電壓矢量(目標(biāo)矢量)代替[5]。通過控制三相逆變器開關(guān)器件的通斷,可以得到用于合成目標(biāo)矢量的基本矢量。典型三相逆變器如圖2所示:

        圖2 三相兩電平逆變器電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

        設(shè)三相交流系統(tǒng)相電壓為公式(8)、(9):

        其中Vplm為相電壓基波幅值如圖3所示:

        圖3 矢量等效

        公式(8)式中的三個(gè)相電壓可以用圖3的一個(gè)以ω為角速度在空間中旋轉(zhuǎn)的電壓矢量V在A、B、C上的投影表示,則

        引入A、B、C橋臂的開關(guān)變量為Sa、Sb、Sc,當(dāng)某橋臂的上管導(dǎo)通,下管不導(dǎo)通時(shí)記開關(guān)變量值為1;當(dāng)下管導(dǎo)通,上管不導(dǎo)通時(shí)記開關(guān)變量值為0。因此整個(gè)三相逆變器共有23=8種開關(guān)狀態(tài),即(Sa Sb Sc)為(0 0 0)、(0 0 1)、(0 1 0)、(0 1 1)、(1 0 0)、(1 0 1)、(1 1 0)、(1 1 1),分別對(duì)應(yīng)逆變器的8種輸出電壓矢量,其中2種為零矢量。6種非零矢量將平面分為6個(gè)扇區(qū),矢量及扇區(qū)的分布如圖4所示:

        圖4 矢量及扇區(qū)分布

        以第一扇區(qū)為例,計(jì)算基本矢量作用時(shí)間,空間電壓矢量V的位置如圖5所示。開關(guān)周期Ts內(nèi),矢量Vx、Vy、V0作用時(shí)間分別為Tx、Ty、T0 ,則得公式(11):

        其中VD為直流母線電壓如圖5所示:

        圖5 矢量分解

        由(11)式及各量之間的幾何關(guān)系得公式(12)-(14):

        其中Vplm為相電壓基波幅值。

        由此可得到扇區(qū)中基本矢量Vx、Vy、V0的作用時(shí)間,由此可以決定逆變器各開關(guān)狀態(tài)作用時(shí)間。

        3 仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果

        3.1 仿真結(jié)果

        在MATLAB下建立該矢量控制系統(tǒng)的仿真模型。如圖6所示,系統(tǒng)采用雙閉環(huán)控制,外環(huán)為速度環(huán),內(nèi)環(huán)為電流環(huán)。仿真參數(shù)為:三相異步電動(dòng)機(jī)額定電壓380 V,頻率50 Hz,極對(duì)數(shù)p=2,Lr=0.1807,Rr=2.85,Tr=0.0634,(標(biāo)幺值)。轉(zhuǎn)速給定初始值為200 rad/s,仿真結(jié)果如圖7所示:

        圖6 系統(tǒng)仿真框圖

        圖7 仿真波形

        圖7(a)電流波形反應(yīng)了電機(jī)啟動(dòng)過程中電流的變化情況,在電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到給定轉(zhuǎn)速的過程中,逆變器輸出電流幅值逐漸減小,最后進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。從圖7(c)轉(zhuǎn)矩波形中可以看出,電機(jī)以最大轉(zhuǎn)矩啟動(dòng),具有快速的系統(tǒng)響應(yīng),進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小。由圖可見,SVPWM異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小、電流波形好、系統(tǒng)響應(yīng)迅速等優(yōu)點(diǎn)。

        3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

        逆變器輸出額定電壓為380 V;電動(dòng)機(jī)為三相鼠籠異步電機(jī),額定轉(zhuǎn)速1430 rpm,額定功率2.2 KW,額定電流

        4.89 A;電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)直流發(fā)電機(jī),其后接阻感負(fù)載,實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)如圖8、圖9所示:

        圖8 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

        圖9 實(shí)驗(yàn)波形

        圖9(a)、(b)所示為額定轉(zhuǎn)速下逆變器輸出電流、線電壓波形。以看出逆變器輸出電流諧波較小。圖9(C)為電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速波形,可以看到電機(jī)啟動(dòng)快,電磁轉(zhuǎn)矩響應(yīng)迅速,與仿真波形一致性高。

        4 總結(jié)

        本文闡述了三相異步電機(jī)其在d-q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,給出了三相異步電機(jī)矢量控制的一般方法;深入研究三相兩電平逆變器工作原理及空間矢量合成的規(guī)律,針對(duì)SVPWM計(jì)算了逆變器各開關(guān)器件作用時(shí)間;通過大量仿真及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了三相異步電機(jī)矢量控制的有效性,掌握了該控制策略在實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)的方法。

        參考文獻(xiàn)

        [7] 朱智勇,余世明,施金培.基于模糊PI控制的三相異步電機(jī)Simulink建模與仿真[J].機(jī)電工程,2012,29(1):53-57.

        [8] 劉俊,莊圣賢.三相異步電機(jī)矢量控制的研究[J].電氣開關(guān),2010,48(2):26-30.

        [9] 尚敬,胡基士.基于MATLAB的異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)的仿真[J].電力機(jī)車技術(shù),2002,25(4):31-33.

        [10] 賈小河.逆變器供電三相異步電動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)介紹[J].電機(jī)技術(shù),2013(01):10-15.

        [11] 吳茂剛,趙榮祥.矢量控制永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)分析[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào),2007,22(2):9-14.

        Research on Control Strategy of Motor Transmission System Based on SVPWM Single Inverter

        Gu Han, Zhang Zhirong, Huang Jie
        (China Satellite Maritime Tracking and Control Department, Jiangyin 214431, China)

        Abstract:The vector control mathematical model of three-phase asynchronous motor is analyzed at first. Then, the vector control strategy of three-phase asynchronous motor is introduced. The distribution and modulation method of two-level inverter vector space is proposed. At last, the validity of the three-phase asynchronous motor vector control is verified by simulation and experiments.

        Key words:Three-phase Asynchronous Motor; Vector Control; Inverter; Space Vector Pulse Width Modulation

        收稿日期:(2015.05.30)

        作者簡(jiǎn)介:顧 含(1978-),男,中國(guó)衛(wèi)星海上測(cè)控部,工程師,學(xué)士,研究方向:輪機(jī)工程,江陰,214431張志榮(1984-),男,中國(guó)衛(wèi)星海上測(cè)控部,工程師,學(xué)士,研究方向:電氣工程,江陰,214431 黃 杰(1988-),男,中國(guó)衛(wèi)星海上測(cè)控部,工程師,學(xué)士,研究方向:機(jī)械自動(dòng)化,江陰,214431

        文章編號(hào):1007-757X(2016)01-0063-03

        中圖分類號(hào):TP241

        文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

        猜你喜歡
        矢量控制逆變器
        淺談SVPWM控制技術(shù)的基本原理
        交流微電網(wǎng)逆變器控制策略探析
        干線牽引電機(jī)車雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制方法的設(shè)計(jì)
        感應(yīng)電動(dòng)機(jī)磁鏈觀測(cè)模型的應(yīng)用
        變頻器節(jié)能技術(shù)原理及其應(yīng)用研究
        淺析提高太陽能光伏電站建設(shè)實(shí)訓(xùn)效率的教學(xué)方法
        科技視界(2016年21期)2016-10-17 19:00:21
        永磁同步電動(dòng)機(jī)自抗擾控制器設(shè)計(jì)
        科技視界(2016年12期)2016-05-25 11:07:56
        UPS不間斷電源的調(diào)試與維護(hù)保養(yǎng)
        單相PWM逆變器研究
        基于虛擬電網(wǎng)磁鏈定向控制的PWM整流器控制策略研究
        科技視界(2015年30期)2015-10-22 10:10:43
        亚洲精品无码不卡在线播he| 91亚洲精品久久久蜜桃| 久久精品伊人久久精品伊人| 国产情侣一区二区| 玩弄放荡人妻少妇系列| 麻豆国产av尤物网站尤物| 久久综合久中文字幕青草| 中文字幕亚洲精品一区二区三区| 欧美一区二区三区激情| JIZZJIZZ国产| 国产麻豆极品高清另类| 成人丝袜激情一区二区| 国产精品免费久久久久影院仙踪林 | 开心五月激情五月天天五月五月天| 一个人看的www片免费高清视频 | 大地资源在线影视播放| 在线播放无码高潮的视频| 亚洲xx视频| 国产丝袜爆操在线观看| 欧美日韩精品久久久免费观看| 亚洲产国偷v产偷v自拍色戒| 国产精品女同一区二区久| 亚洲av日韩一区二区| 久久露脸国产精品| 国产精品国产三级国产专播| 久久精品国产亚洲av四区| 综合色就爱涩涩涩综合婷婷| 亚洲精品无码av片| 青青草原亚洲在线视频| 蜜桃精品人妻一区二区三区| 国产福利一区二区三区在线观看 | 国产人妻精品一区二区三区| 亚洲色偷偷综合亚洲AVYP| 亚洲啪啪色婷婷一区二区| 又色又爽又黄高潮的免费视频| 亚洲天堂99| 国产午夜精品av一区二区三| 久久久久久av无码免费网站下载| 香蕉久久久久久久av网站| 日本女优一区二区在线免费观看| 人妻少妇被猛烈进入中文字幕|