三相异步电机最优励磁电流矢量控制

【摘要】鉴于直流调速系统的局限性和交流调速系统的优越性，随着现代电力电子技术与微处理器技术的不断发展，异步电机变频调速技术正处于快速发展之中。高性能矢量控制系统使得普通交流异步电机的控制性能已经接近甚至超过了直流电机调速系统，并且具有显著的节能效果。目前广泛应用于异步电机调速系统的技术有恒频压控制方法、基于转子磁链定向矢量控制、直接转矩控制等等。本文所研究的是三相异步电机的矢量控制调速技术，与恒频压控制和直接转矩控制相比，矢量控制具有动态性能优越和低速性能好等优点。本文对三相异步电机的静、动态数学模型进行了详细的阐述，指出三相异步电机是一个强耦合、多变量的非线性系统。分析了矢量控制算法中最为关键的坐标转换技术，同时讨论了直接矢量控制与间接矢量控制的区别以及反馈、前馈两种电压解耦方法。为了提高三相异步电机运行的效率，研究了一种异步电机的最优励磁电流矢量控制算法，并以j-k坐标定向作为工具来实现。j-k坐标轴的定向角度超前传统的d-q坐标轴45。因此当三相定子电流经过Clarke变换和Park变换后，输出转矩就受到j轴和k轴方向电流的控制。在电机输出相等电流的情况下，该方法能够提高电机的输出转矩。对传统矢量控制以及最优励磁电流矢量控制进行了实验研究。实验系统硬件部分主要针对过流过压保护电路、功率管驱动电路、速度以及相电流采集电路。软件部分主要给出了最优励磁电流矢量控制各部分的算法模块。实验结果验证了最优励磁电流矢量控制算法在低速时运行状态良好，并且在空载或轻载下具有一定的节能优点。
【作者】戴良伟；
【导师】金海；
【作者基本信息】浙江理工大学，信号与信息处理，2014，硕士
【关键词】三相异步电机；最优励磁；矢量控制；节能；DSP；

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