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異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制
異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制
一、仿真環(huán)境：MATLAB R2010a
二、
穩(wěn)態(tài)仿真結(jié)果分析
電機三相定子繞組電流
上圖為DTC控制下異步電機的定子三相電流，由圖可知，直接轉(zhuǎn)矩控制下定子電流基本成正弦波，由于固有的轉(zhuǎn)矩脈動大等不足，電流中含有高次諧波，會在運行時產(chǎn)生噪音。
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磁鏈圓軌跡
上圖所示為 轉(zhuǎn)矩20NM時，由啟動到穩(wěn)態(tài)運行過程中，直接轉(zhuǎn)矩控制下的磁鏈圓軌跡，由圖可知磁鏈軌跡為圓形，實現(xiàn)了磁場定向控制
轉(zhuǎn)矩波形
上圖所示為直接轉(zhuǎn)矩控制下電機負載轉(zhuǎn)矩波形，給定負載轉(zhuǎn)矩20Nm，由于直接轉(zhuǎn)矩控制的
滯環(huán)調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)矩波形中脈動含量較大。
轉(zhuǎn)速波形
上圖所示為給定轉(zhuǎn)速1000r/min時，電機帶負載20Nm從零速啟動到穩(wěn)態(tài)運行時的轉(zhuǎn)速波形，由圖可知，該直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)控制下的電機可以達到帶負載調(diào)速要求，且穩(wěn)態(tài)精度高，調(diào)
節(jié)性能好。
逆變器輸出電壓
上圖所示為逆變器輸出的電壓，呈一系列脈沖狀，不能直接用于磁鏈觀測，故而在觀測磁鏈中選擇電壓重構(gòu)（詳見仿真圖中）
網(wǎng)磁鏈波形
上圖所示為電機帶負載20Nm時的磁鏈波形，由圖可知，磁鏈正弦度高，精度好，穩(wěn)態(tài)性能
優(yōu)良。
動態(tài)性能分析
負載突變轉(zhuǎn)速波形
上圖所示為異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速動態(tài)性能仿真，由圖可知，電機帶10Nm的負載從零速啟動，穩(wěn)態(tài)運行后于1s時刻負載突變?yōu)?0Nm，轉(zhuǎn)速經(jīng)過稍許跌落后迅速達到給
定值，系統(tǒng)抗負載擾動能力強。
負載突變時轉(zhuǎn)矩波形
上圖所示為上述動態(tài)過程中電機轉(zhuǎn)矩響應波形，由圖可知電機轉(zhuǎn)矩的動態(tài)調(diào)節(jié)性能優(yōu)越，負
載轉(zhuǎn)矩突變時，電機輸出電磁轉(zhuǎn)矩迅速調(diào)節(jié)以達到穩(wěn)定運行。
負載突變時定子A相電流
上圖所示為電機負載突變時電機定子A相繞組的電流波形，由圖可知，1s時負載突然增大
一倍，電機出力增加，電流變大，電磁轉(zhuǎn)矩增大。
轉(zhuǎn)速突變時速度響應
上圖所示為給定負載轉(zhuǎn)矩20Nm時，異步電機轉(zhuǎn)速給定為500r/min，穩(wěn)定運行后于1s時刻
突變?yōu)?000r/min，由圖可知，轉(zhuǎn)速響應迅速，穩(wěn)態(tài)精度高。
轉(zhuǎn)速突變時轉(zhuǎn)矩響應
上圖所示為上述條件下電機電磁轉(zhuǎn)矩響應波形，在轉(zhuǎn)速上升時，電機電磁轉(zhuǎn)矩增加，用于加
速，穩(wěn)定運行后 電機電磁轉(zhuǎn)矩維持負載轉(zhuǎn)矩。
轉(zhuǎn)速突變時電流響應
上圖所示為轉(zhuǎn)速突變后，電機定子電流響應，負載轉(zhuǎn)矩維持不變，電機電流幅值不變，轉(zhuǎn)速
升高，電流頻率增加。
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