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異步電機(jī)寬范圍轉(zhuǎn)速下的性能控制

提出一種有效減小轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的解決方案，以用于異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）。異步電機(jī)的切換策略通過(guò)比較PI轉(zhuǎn)矩控制器的轉(zhuǎn)矩誤差，產(chǎn)生一個(gè)與速度無(wú)關(guān)的恒定開(kāi)關(guān)頻率。轉(zhuǎn)矩控制器增益根據(jù)根軌跡圖設(shè)計(jì)，以保證轉(zhuǎn)矩誤差的收斂性。使用Matlab/ Simulink軟件在電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍較大的情況下對(duì)所提出的異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)DTC方案進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明，所提出的DTC控制方案在電機(jī)調(diào)速范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)良好的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能，以及較小的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)。對(duì)不同DTC系統(tǒng)的性能進(jìn)行比較，證明了所提出控制方案的有效性。

研究人員在電機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的精確快速控制方面做出了大量的工作，旨在降低控制算法的復(fù)雜程度。因此，提出了矢量控制，其包括磁場(chǎng)定向控制（FOC）和DTC。異步電機(jī)與直流電機(jī)一樣，具有較高的動(dòng)態(tài)性能。FOC能夠保證在很大轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)和負(fù)荷條件下電機(jī)具有更好的性能。然而，系統(tǒng)的性能依賴于精確的坐標(biāo)變換、磁通角估計(jì)及機(jī)器參數(shù)選擇，這需要更多的計(jì)算才能實(shí)現(xiàn)精確快速的轉(zhuǎn)矩和速度控制。DTC方案只需要兩個(gè)遲滯比較器、磁鏈和轉(zhuǎn)矩控制的開(kāi)關(guān)矢量表，唯一需要進(jìn)行調(diào)整的增益是振幅的滯后頻帶。磁鏈和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)、逆變器開(kāi)關(guān)頻率和電流諧波等因素極大地影響了電機(jī)的驅(qū)動(dòng)性能。

刊名：Electrical Engineering（英）

刊期：2015年第97期

作者：Mohamed S. Zaky

編譯：王亮