異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制的ISR方法研究

作者：時間：2011-01-16 來源：網(wǎng)絡(luò)

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3 傳統(tǒng)的bang-bang滯環(huán)控制策略

3.1 對定子磁鏈的控制

由式（4）、（5）可構(gòu)建出定子磁鏈的計算模型，從而得到定子磁鏈的實際值ψs。圖4 為定子磁鏈滯環(huán)控制圖。圖5 為電磁轉(zhuǎn)矩滯環(huán)控制圖。

圖4 定子磁鏈滯環(huán)控制圖

圖5 電磁轉(zhuǎn)矩滯環(huán)控制圖

磁鏈滯環(huán)的輸入是磁鏈給定值ψs*與磁鏈實際值ψs之差，輸出是磁鏈開關(guān)信號hψ，±ε是滯環(huán)寬度。定義磁鏈誤差為：δψ=ψs*-ψs，則磁鏈調(diào)節(jié)器的控制方法如下：

（1）當(dāng)δψ≥ε時，hψ=1，此時選擇電壓矢量使得|ψs|增加。

（2）當(dāng)δψ≤-ε時，hψ=-1，此時選擇電壓矢量使得|ψs|減小。

3.2 對電磁轉(zhuǎn)矩的控制

轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器的輸入是轉(zhuǎn)矩給定值te*與轉(zhuǎn)矩實際值te之差，輸出開關(guān)信號hte，容差寬度是ε，調(diào)節(jié)器采用離散的三點式調(diào)解方式，矩誤差為：

δt= te*- te

則轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器控制規(guī)律如下：

當(dāng)δt≥ε時，hte=1；
當(dāng)|δt|≤ε時，hte=0；
當(dāng)δt＜-ε時，hte=-1；

得到磁鏈和轉(zhuǎn)矩的輸出信號后我們可以按照表2選擇對應(yīng)的定子電壓矢量。

當(dāng)定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩達到滯環(huán)上下限時，控制器調(diào)節(jié)定子電壓矢量使磁鏈和轉(zhuǎn)矩滿足設(shè)定要求如圖3所示。

4 基于pi調(diào)節(jié)器的新型控制方案

對式（4）、（5）我們忽略定子電阻我們可以近似得到：

（7）

（8）
對(7)(8)進行變形，我們得到：

（9）
我們可以看出在忽略定子電阻壓降時，單位時間內(nèi)定子磁鏈的變化量為加在定子側(cè)的電壓矢量，即磁鏈的軌跡可由單位時間內(nèi)的定子電壓矢量決定[2][3]，如圖6。

在滯環(huán)控制中，只有當(dāng)轉(zhuǎn)矩或磁鏈達到所設(shè)定的滯環(huán)寬度后，調(diào)節(jié)器才進行調(diào)解，而在新方案中定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)是以單位采樣時間進行的，從而使調(diào)節(jié)更加精細，從而減小了轉(zhuǎn)矩的脈動。此外，由于定子側(cè)電壓矢量的調(diào)節(jié)是以單位時間進行的，故逆變器的開關(guān)頻率為常數(shù)，解決了傳統(tǒng)dtc控制開關(guān)頻率不固定的缺點。用pi調(diào)節(jié)器代替滯環(huán)控制的結(jié)構(gòu)如圖7所示。