Дослідження з прямого контролю крутного моменту індуктивного двигуна на базі MATLAB / Simulink
Технологія прямого контролю крутного моменту (DTC) - це новий тип технології управління частотною змінною частотою, розроблений за технологією векторного керування. Це було вперше запропоновано німецьким вченим М. Депенбруком та японським вченим І. Такахаши для асинхронних двигунів у 1980-х. Теорія прямого контролю крутного моменту постійного магнітного синхронного двигуна запропонована Чжуном. L, Рахман М.Ф., Ху Ю.В. та інші вчені. Він використовує метод просторового векторного аналізу для обчислення та регулювання моменту моменту та потоку двигуна змінного струму безпосередньо в системі координат статора. Орієнтація магнітного поля статора використовується для генерації сигналу ширини імпульсу за допомогою дискретного двоточкового управління (Band-Band control). Стан перемикання інвертора безпосередньо контролюється, щоб отримати високу динамічну продуктивність крутного моменту.
DTC має переваги простої конструкції керування, швидкої динамічної реакції крутного моменту, меншої залежності від параметрів двигуна та хорошої міцності при зміні параметрів двигуна. Він широко використовується в асинхронних двигунах і синхронних двигунах постійного магніту, і відіграє величезну роль у промисловому виробництві, таких як побутові прилади, автомобільна промисловість, а також електричне локомотивне зчеплення.
На підставі аналізу математичної моделі трифазного асинхронного двигуна введено принцип керування системою прямого крутного моменту трифазного асинхронного двигуна. Встановлено загальну модель імітації трифазної асинхронної системи управління двигуном прямого моменту на основі платформи моделювання MATLAB / Simulink. Імітаційна модель кожного компонента системи. Результати моделювання показують, що метод управління ефективно реалізує швидке відстеження швидкості двигуна. Система має високу динамічну і статичну продуктивність, що ефективно зменшує зчеплення двигуна двигуна та крутний момент та покращує стійкість системи керування швидкістю змінного струму. Діяльність держави.
1. Математична модель асинхронного двигуна
Асинхронні двигуни - це високопорядковані, нелінійні та сильно зв'язані багатоваріантні системи. Тому, аналізуючи математичну модель асинхронної машини, зазвичай робляться наступні припущення:
(1) Ігнорувати просторові гармоніки, припускаючи, що трифазні обмотки симетричні, а результуюче магнітне поле повітряного зазору розподіляється синусоїдально.
(2) Ігнорувати магнітне насичення.
(3) За винятком втрат заліза.
(4) Вплив змін частоти та температури на обмотки не розглядається.
Асинхронний двигун описується на ортогональній системі координат статора з використанням просторового векторного аналізу. Математична модель двигуна в системі координат статора складається з рівняння напруги, рівняння потоку, рівняння крутного моменту та рівняння руху.
2 Принцип управління асинхронним двигуном прямого моменту (DTC)
Метод прямого контролю крутного моменту (DTC) використовує метод просторового векторного аналізу для аналізу математичної моделі двигуна змінного струму безпосередньо в стаціонарній системі координат, побудови алгоритмної моделі обертання моменту і потоку, обчислює та контролює крутний момент змінного струму двигун, і використовує петлі гістерезису. Контролер (керування Bang-Bang) генерує сигнал ШІМ та безпосередньо контролює стан комутації інвертора через таблицю перемикача, щоб отримати високу динамічну продуктивність крутного моменту.
Основним принципом є повне використання перемикаючих характеристик інвертора напруги. При безперервному перемиканні стану напруги траєкторія з'єднання потоку статора наближається до кола, а частота ковзання змінюється шляхом вставки вектора нульової напруги для управління моментом двигуна і швидкість зміни така, що з'єднання потоку та крутний момент мотора змінного струму, як потрібно, швидко змінюється.
Система керування асинхронним двигуном прямого моменту (DTC) складається з інвертора, трифазного асинхронного двигуна, оцінки зв'язків потоку, оцінки моменту, оцінки положення ротора, таблиці перемикачів, ПІ регулятора та компаратора гістерезису. Система управління обчислює задану швидкість двигуна та фактичну похибку швидкості через виході ПІ регулятора, як сигнал, наведений за крутним моментом. Одночасно система обчислює двигун за допомогою моделі з'єднання потоку та моделі крутного моменту на основі виявлених значень трифазного струму та напруги двигуна. Величина поточного зчеплення та обертального моменту, обчислити положення ротора двигуна, задану подачу двигуна двигуна та похибку між моментом і фактичним значенням; Нарешті, виберіть вектор напруги перемикання інвертора відповідно до їх стану, так що двигун можна регулювати відповідно до вимог керування. Вихідний момент, і, нарешті, досягти мети регулювання швидкості.
