异步电机按定子磁链定向的连续型矢量控制策略的研究与实现_图文_第1页
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1、上海大学博士学位论文异步电机按定子磁链定向的连续型矢量控制策略的研究与实现姓名:徐静申请学位级别:博士专业:控制理论与控制工程指导教师:陈伯时;阮毅20060601 上海大学博士学位论文第一章绪论由表l-2可以看出,三种非线性控制策略对系统参数的依赖性过强,并且控制器参数的选取也存在诸多限制,其通用性较差,较少得到工业应用。RFO系统和DTC 系统则是得到广泛应用的高性能交流调速系统。RFO采用转子磁链定向,实现了定子电流励磁分量与转矩分量的解耦,可以按线性理论分别设计转速与磁链调节器;采用连续控制,可以获得较宽的调速范围;但是RFO系统易受电机转子侧参数的影响,鲁棒性较差。DTC系统则采用转

2、矩和磁链的砰一砰控制,系统结构得以简化;控制定子磁链,不受转子参数的影响;存在转矩脉动,并且带积分环节的磁链电压模型在低速时误差较大,系统性能受到限制。因此,RFO系统和DTC系统各有千秋,也存在各自的不足之处,具体体现在如下方面.1.转矩响应速度与RFO控制系统相比,DTC具有更快的转矩响应特性f55-561。这是由于磁链保持不变时,要获得快速的转矩响应,需要迅速调节电流,而电流是由电压变化而引起的. DTC的着眼点是电压控制,定子上的电压由砰一砰控制器直接产生;而RFO的电压输出是由电流调节器产生,需要一定的调节时问。砰一砰控制器生成电压输出时,由于没有任何电流限制,电机可以获得更大的半,

3、因而具有更快的电流和转矩响应速度。m就调节器本身而言,砰一砰控制属于P控制,可以获得比PI调节器更快的动态响应。DTC的转矩响应速度是有条件的。在额定电压下,尤其是在弱磁运行区域,电压变化幅度受到限制。同时,大型交流传动控制系统必须限制电机电流,在这样的情况下,一DTC的转矩响应速度会受到限制。J.oDTC的输出电压存在较大的竺,一般需要增加带有电感器件的滤波器,滤波器dtA.在降低半的同时,也会降低转矩响应速度。m转矩响应速度还与PWM的开关频率有关。功率器件的开关频率增加时,损耗增加,效率降低。脉宽调制频率降低时,两种系统的转矩响应速度都会降低。从生产机械安全运行的角度出发,通常要求转矩响

4、应时间大于lO毫秒,两种系统都能够达到这种要求。2.稳态特性由于功率器件开关频率不确定,DTC系统存在如下问题:(1不能象RFO系统那样,在确定开关频率下,采用指定谐波消除的PWM调制方法;(2电流谐波较大; (3相同的功率器件下,变频器输出容量相对较小。此外,DTC系统的调速范围也较RFO系统小。总体上讲,DTC的稳态性能指标较RFO差,参考文献【蛔中有关按转子磁链定向的矢量控制与直接转矩控制特性试验的比较也证明了这一点。从控制系统鲁棒性的角度考虑,DTC采用的电机参数只有定子电阻一顼。系统鲁棒性强于RFO。但是仅仅根据定子电阻参数并不能求解异步电机的电压方程,直接转矩控制系统也不能提供所有状态变量的观测值。工业实践证明,DTC系统在较宽的调速范围内具备良好的

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