Výskum priameho riadenia krútiaceho momentu indukčného motora založeného na systéme MATLAB / Simulink
Technológia priameho riadenia krútiaceho momentu (DTC) je nový typ technológie riadenia rýchlosti s premenlivou frekvenciou vyvinutou po technológii riadenia vektorov. Prvýkrát to navrhol nemecký učenec M. Depenbrock a japonský učenec I. Takahashi pre asynchrónne motory v 80. rokoch minulého storočia. Teória priameho riadenia krútiaceho momentu synchrónneho motora s permanentnými magnetmi navrhuje Zhong. L, Rahman MF, Hu YW a ďalší učenci. Využíva metódu analýzy vektorového vesmíru na výpočet a kontrolu krútiaceho momentu a toku motora striedavého prúdu priamo v súradnicovom systéme statora. Orientácia statorového magnetického poľa sa používa na generovanie signálu šírky impulzu prostredníctvom diskrétneho dvojbodového riadenia (ovládanie pásmového pásma). Spínací stav meniča je riadený priamo tak, aby sa dosiahla vysoká dynamická výkonnosť krútiaceho momentu.
DTC má výhody jednoduchej riadiacej štruktúry, dynamickej dynamiky rýchleho krútiaceho momentu, menšej závislosti na parametroch motora a dobrej robustnosti voči zmenám parametrov motora. Je široko používaný v asynchrónnych motoroch a synchrónnych motoroch s permanentnými magnetmi a zohráva obrovskú úlohu v priemyselnej výrobe, ako sú domáce spotrebiče, automobilový priemysel a trakčná elektrická lokomotíva.
Na základe analýzy matematického modelu trojfázového asynchrónneho motora sa zavádza riadiaci princíp systému riadenia priameho krútiaceho momentu trojfázového asynchrónneho motora. Celkový simulačný model systému trojfázového asynchrónneho riadenia priamych krútiacich momentov založený na simulačnej platforme MATLAB / Simulink. Simulačný model každej súčasti systému. Výsledky simulácie ukazujú, že riadiaca metóda môže efektívne realizovať rýchle sledovanie rýchlosti motora. Systém má vysoký dynamický a statický výkon, ktorý účinne znižuje tok spojenia motora a krútiaceho momentu a zlepšuje stabilitu systému riadenia rýchlosti striedavého prúdu. Štátna výkonnosť.
1. Matematický model asynchrónneho motora
Asynchrónne motory sú vysokorizikové, nelineárne a silne viazané multivariabilné systémy. Preto pri analýze matematického modelu asynchrónneho stroja sa obvykle robia tieto predpoklady:
(1) Ignorujte priestorové harmonické za predpokladu, že trojfázové vinutia sú symetrické a výsledné magnetické pole vzduchovej medzery je sínusovo rozložené.
(2) Ignorujte magnetickú saturáciu.
(3) Okrem straty železa.
(4) Účinok zmien frekvencie a teploty na vinutia sa neberie do úvahy.
Asynchrónny motor je opísaný na súradnicovom systéme ortogonálneho statora pomocou vektorovej analýzy. Matematický model motora v súradnicovom systéme statora pozostáva z rovnice napätia, rovnice toku, rovnice krútiaceho momentu a pohybovej rovnice.
2 Princíp riadenia asynchrónneho riadenia priamym krútiacim momentom (DTC)
Metóda priameho riadenia krútiaceho momentu (DTC) používa metódu analýzy vektorového vesmíru na analýzu matematického modelu striedavého motora priamo v stacionárnom súradnicovom systéme statora, konštruuje algoritmus modelu krútiaceho momentu a toku, vypočíta a riadi krútiaci moment AC motor a používa hysteréznu slučku. Regulátor (riadenie Bang-Bang) generuje signál PWM a priamo riadi stav spínania meniča cez spínací stôl, aby získal vysoký dynamický výkon krútiaceho momentu.
Základným princípom je úplné využitie spínacích charakteristík meniča napäťového typu. Pri nepretržitom prepínaní napäťového stavu sa trajektória spojenia toku statora približuje kružnici a frekvencia sklzu sa zmení vložením vektora nulového napätia na riadenie krútiaceho momentu motora a rýchlosť zmeny je taká, že toková väzba a krútiaci moment motora striedavého prúdu, ak je to potrebné.
Asynchrónny systém riadenia krútiaceho momentu (DTC) asynchrónneho motora pozostáva z meniča, trojfázového asynchrónneho motora, odhadu toku spojky, odhadu krútiaceho momentu, odhadu polohy rotora, spínacej tabuľky, regulátora PI a porovnávacieho hysteréza. Riadiaci systém vypočíta dané otáčky a skutočnú chybu motora prostredníctvom výstupu regulátora PI ako daný moment krútiaceho momentu. Súčasne systém vypočítava motor pomocou modelu prepojenia toku a modelu krútiaceho momentu založeného na detekovaných hodnotách trojfázového prúdu a napätia motora. Veľkosť toku spojky a krútiaceho momentu vypočítajte polohu rotora motora, danú väzbu toku motora a chybu medzi krútiacim momentom a aktuálnou hodnotou; napokon vyberajte vektor spínacieho napätia meniča podľa jeho stavu tak, aby mohol byť motor nastavený podľa požiadaviek na riadenie. Výstupný krútiaci moment a nakoniec dosiahnutie účelu regulácie rýchlosti.
