Recerca sobre control directe de parell de motor d'inducció basat en MATLAB / Simulink
La tecnologia de control de parell directe (DTC) és un nou tipus de tecnologia de control de velocitat de freqüència variable que es desenvolupa després de la tecnologia de control vectorial. Va ser proposat per l'erudit alemany M. Depenbrock i l'erudit japonès I. Takahashi per a motors asíncrons en els anys vuitanta. La teoria del control de parell directe del motor síncron d'imant permanent és proposada per Zhong. L, Rahman MF, Hu YW i altres estudiosos. Utilitza el mètode d'anàlisi de vectors espacials per calcular i controlar el parell i el flux d'enllaç del motor AC directament en el sistema de coordenades estator. L'orientació del camp magnètic de l'estator s'utilitza per generar el senyal d'ample de pols mitjançant un control discret de dos punts (control Band-Band). L'estat de commutació de l'inversor es controla directament per obtenir un alt rendiment dinàmic del parell.
DTC té els avantatges d'una estructura de control senzilla, una resposta dinàmica ràpida de parell, menys dependència dels paràmetres del motor i una bona robustesa als canvis dels paràmetres motors. S'utilitza àmpliament en motors síncrons i motors asíncrons permanents, i juga un paper important en la producció industrial, com ara electrodomèstics, indústria de l'automòbil i tracció de locomotores elèctriques.
A partir de l'anàlisi del model matemàtic del motor asíncron trifàsic, s'introdueix el principi de control del sistema de control de parell directe del motor asíncron trifàsic. S'estableix el model de simulació global del sistema de control de parell directe del motor asíncron trifàsic basat en la plataforma de simulació MATLAB / Simulink. Un model de simulació de cada component del sistema. Els resultats de la simulació mostren que el mètode de control pot realitzar efectivament el ràpid seguiment de la velocitat del motor. El sistema té un alt rendiment dinàmic i estàtic, que redueix de manera efectiva el flux de connexió del motor i el parell, i millora l'estabilitat del sistema de control de velocitat de CA. Rendiment de l'estat.
1. Model matemàtic de motor asíncron
Els motors asíncrons són sistemes multivariables de gran ordre, no lineals i acoblats fortament. Per tant, en analitzar el model matemàtic d'una màquina asíncrona, normalment es fan els següents supòsits:
(1) Ignora els harmònics espacials, suposant que els trepats trifàsics són simètrics, i el camp magnètic de bretxa d'aire resultant és distribuït de forma sinusoïdal.
(2) Ignora la saturació magnètica.
(3) Excloent la pèrdua de ferro.
(4) No es considera l'efecte dels canvis de freqüència i temperatura dels bobinats.
El motor asíncron es descriu en el sistema de coordenades ortogonals de l'estator utilitzant l'anàlisi del vector espacial. El model matemàtic del motor en el sistema de coordenades de l'estator consisteix en una ecuación de tensió, una equació de flux, una equació de parell i una equació de moviment.
2 Principi de control de parell directe motor (DTC) asíncron
El mètode de control de parell directe (DTC) utilitza el mètode d'anàlisi d'espais vectorials per analitzar el model matemàtic del motor de CA directament en el sistema de coordenades estacionari estacionari, construeix un model d'algorisme de parell i enllaç de flux, calcula i controla el parell de la AC motor, i utilitza el bucle d'histèresi. El controlador (control Bang-Bang) genera un senyal PWM i controla directament l'estat de commutació de l'inversor a través de la taula de commutació per obtenir un alt rendiment dinàmic del parell.
El principi bàsic és aprofitar al màxim les característiques de commutació de l'inversor de tipus de tensió. Mitjançant la contínua modificació de l'estat de tensió, la trajectòria d'enllaç del flux d'estator s'aproxima al cercle i la freqüència d'esllavissament es modifica mitjançant la inserció del vector de tensió zero per controlar el parell del motor i La velocitat de canvi és tal que la unió i el parell de flux del motor de CA canvien ràpidament segons sigui necessari.
El sistema de control de parell directe del motor asíncron (DTC) consisteix en un inversor, un motor asíncron trifàsic, una estimació de connexió de flux, estimació de parell, estimació de posició del rotor, taula de commutació, regulador de PI i comparador d'histèresi. El sistema de control calcula la velocitat determinada del motor i l'error de velocitat real a través de la sortida del regulador PI com a senyal de parell. Al mateix temps, el sistema calcula el motor mitjançant el model d'enllaç de flux i el model de parell basat en els valors de tensió i corrent del motor detectat trifàsic. La magnitud de la unió i el parell de flux, calcula la posició del rotor del motor, l'enllaç de flux donat del motor i l'error entre el parell i el valor real; finalment, seleccioneu el vector de tensió de commutació de l'inversor segons el seu estat, de manera que el motor es pugui ajustar d'acord amb els requisits de control. Sortida de parell, i finalment aconsegueix el propòsit de la regulació de la velocitat.
