異步電機寬范圍轉速下的性能控制

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異步電機寬范圍轉速下的性能控制

提出一種有效減小轉矩波動的解決方案，以用于異步電機驅動的直接轉矩控制（DTC）。異步電機的切換策略通過比較PI轉矩控制器的轉矩誤差，產生一個與速度無關的恒定開關頻率。轉矩控制器增益根據根軌跡圖設計，以保證轉矩誤差的收斂性。使用Matlab/ Simulink軟件在電機轉速范圍較大的情況下對所提出的異步電機驅動DTC方案進行仿真。仿真結果表明，所提出的DTC控制方案在電機調速范圍內可實現良好的動態和穩態性能，以及較小的轉矩波動。對不同DTC系統的性能進行比較，證明了所提出控制方案的有效性。

研究人員在電機轉矩和轉速的精確快速控制方面做出了大量的工作，旨在降低控制算法的復雜程度。因此，提出了矢量控制，其包括磁場定向控制（FOC）和DTC。異步電機與直流電機一樣，具有較高的動態性能。FOC能夠保證在很大轉速范圍內和負荷條件下電機具有更好的性能。然而，系統的性能依賴于精確的坐標變換、磁通角估計及機器參數選擇，這需要更多的計算才能實現精確快速的轉矩和速度控制。DTC方案只需要兩個遲滯比較器、磁鏈和轉矩控制的開關矢量表，唯一需要進行調整的增益是振幅的滯后頻帶。磁鏈和轉矩波動、逆變器開關頻率和電流諧波等因素極大地影響了電機的驅動性能。

刊名：Electrical Engineering（英）

刊期：2015年第97期

作者：Mohamed S. Zaky

編譯：王亮