异步电动机直接转矩控制转矩脉动最小化方法研究

1、 28 电 工 技 术 学 报 2004 年 9 月 的畸变（图 8 中曲线 2） ，分析其电流的频谱（图 9 中曲线 2） ，其低次谐波的含量明显减少，虽有一次 谐波但幅值不大，造成转矩有一定的脉动；采用全 速度模糊模型的 DTC 其电流波形无畸变 （图 8 中曲 线 3） ，电流的频谱（图 9 中曲线 3 ）除有一定的高 次谐波外，影响转矩脉动的低次谐波很小，该模型 可以保证 DTC 系统低速度时有良好的运行性能。 幅度 (10 dB/格 1 2 转矩 (1.0N m/格 1 2 3 3 时间 (50ms/格 频率 (5Hz/格 图 7 5Hz 时三种模型的转矩响应波形 Fig .7 El

2、ectromagnetic torque response waveforms of three type model at 5Hz rotate speed 图9 Fig .9 5Hz 时三种模型的电流频谱 model at 5Hz rotate speed The stator current spectra of three type 1 图 10 是在额定负载下， 50Hz 高速度运行时， 稳态定子电流的频谱。由图可见，采用传统模型的 DTC 其电流虽有一定的低次谐波，但和低速度时 相比有明显的好转，造成转矩有一定的脉动，这也 是传统模型一般只适合于高速情况的原因（图 10 中曲线 1

3、） ；采用本文全速度模型的 DTC 电流的频 谱 （图 10 中曲线 2） ， 其低次谐波的含量明显减少， 而且谐波的幅值不大；而采用全速度模糊模型的 DTC 电流的频谱（图 10 中曲线 3）除有一定的高 次谐波外，影响转矩脉动的低次谐波很小，所以该 电流 (0.8A/ 格 2 3 模型在高速度时也能保证 DTC 系统有良好的运行 性能。 6 时间 (50ms/格 结论 （ 1 ）传统的直接转矩控制在低速度时转矩有 Fig .8 图 8 5Hz 时三种模型的定子电流波形 The stator current waveforms of three type model at 5Hz rotat

4、e speed 很大的脉动，本文采用全速度模型可以明显改善其 脉动。 第 19 卷第 9 期 杨家强 等 异步电动机直接转矩控制转矩脉动最小化方法研究 29 明显的低次谐波，转矩脉动小。该文为开发高性能 的交流调速系统提供了一种可行方案。 1 1 参考文献 Depenbrock M. Direct self-control (DSC of inverterfed induction machine IEEE Transactions on Power Electronics, 1988, 3(4: 420 429 2 Takahashi I, Noguchi T. A new quick-re

5、sponse and high-efficiency control strategy of an induction motorIEEE Transactions on Industry Applications, 1986, 22(5: 幅度 (10 dB/格 2 3 820 827 Takahashi I, Ohmori Y. High-performance direct torque control of an induction motor IEEE Transactions on Industry Applications, 1989, 25(2: 257 264 4 5 Pet

6、er Vas. Sensorless Vector and Direct Torque Control. Oxford University Press, 1998 Casadei D, Serra G, Tani K. Implementation of a direct control algorithm for induction motors based on discrete space vector modulation IEEE Transactions on Power Electronics, 2000, 15(4: 769 777 6 Marino P, D'Inc

7、ecco M, Visciano N. A comparison of direct torque control methodologies for induction 频率 (50Hz/格 3 motor IEEE Power Tech Proceedings, Porto: 2001(2: 10 15 7 8 9 高景德，王祥珩，李发海交流电机及其系统的分 析北京：清华大学出版社， 1993 李夙异步电动机直接转矩控制北京：机械工业出 版社， 1999 诸静等模糊控制原理与应用北京：机械工业出版 社， 2001 作者简介： 杨家强 等。 黄 进 男， 1960 年生，博士，教授，博士生导师，研究方向为 男， 1970 年生，博士，研究方向为电力电子及电机控制 图 10 Fig .10 50Hz 时三种模型的电流频谱 model at 50Hz rotate speed The stator current spectra of three type （ 2 ）虽然全速度模型能够改善转矩的脉动， 但其磁链和转矩调节均采用离散的两值滞环控制 器，特别在低速时，很难兼顾转矩和磁链的动态变 化，故本文在直接转矩控制策略中引入了模糊逻 辑，将定子磁链误差、转矩误差和磁链角度进行了 合理的模糊分级，优化开关选择表准确选择电压空 间矢量，用全