轧钢用同步电动机直接转矩控制系统研究

发布时间：2017-08-26 12:13

  本文关键词：轧钢用同步电动机直接转矩控制系统研究

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【摘要】：同步电动机具有功率因数可调、效率高等优点,其在高压、大功率电机调速系统中的得到了广泛应用,因而对于高性能的同步电动机控制和驱动系统的研究和开发具有重大的经济和社会等方面的价值。目前同步电机驱动系统所主要采用矢量控制或者直接转矩控制。矢量控制系统,主要是基于磁场定向控制,虽然电机的动态性能则明显较标量控制系统性能提高了很多,但由于其运用了过多的假设条件,并且电动机的自身参数对控制效果影响较大,因此实际效果往往并不理想。而直接转矩控制系统,则是将电机和逆变器看作为一个整体,利用逆变器所输出的正六边形空间电压矢量直接控制定子磁链和转矩,进而达到对转矩直接、快速的控制,过程简单,计算量小,响应迅速,准确度高。本文研究主要内容如下:首先给出了同步电动机在三相静止坐标系以及两相同步旋转dq坐标系下的数学模型;介绍了空间电压矢量基本原理并讨论了空间电压矢量与定子磁链之间的关系;并对同步电动机直接转矩控制中的基本理论(转矩控制、定子磁链控制、励磁电流控制)作了详细介绍。其次,在同步电动机直接转矩控制理论基础研究上,利用Matlab/Simulink软件建立了同步电动机的系统仿真模型,并在单位功率因数条件下对电机突加负载、突减负载以及变速恒转矩运行进行了仿真,得到了一系列的测试曲线,最后对仿真得到的结果作了详细分析对比,为同步电动机直接转矩控制的研究,提供一定的参考依据。
【关键词】：同步电动机 直接转矩控制 空间电压矢量 励磁电流控制 单位功率因数
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG333;TM341
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 引言7-13
• 1.1 课题的背景和意义7
• 1.2 轧钢用同步电动机的研究现状7-9
• 1.3 轧钢用同步电动机调速的研究现状9-11
• 1.3.1 同步电动机调速矢量控制9-10
• 1.3.2 同步电动机调速直接转矩控制10-11
• 1.4 本文研究的主要内容11-13
• 第2章 同步电动机的数学模型13-29
• 2.1 交流同步电机的分类和结构13-17
• 2.1.1 交流同步电机的分类13
• 2.1.2 交流同步电机的结构13-15
• 2.1.3 轧钢用同步电动机15-17
• 2.2 同步电机坐标系变换17-21
• 2.2.1 三相静止坐标系与两相静止坐标系变换17-19
• 2.2.2 两相静止坐标系与两相旋转坐标系变换19-21
• 2.3 同步电机的基本数学模型21-28
• 2.3.1 同步电机在ABC坐标系上的数学模型21-27
• 2.3.2 同步电机在dq坐标系上的数学模型27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 同步电动机直接转矩控制理论29-42
• 3.1 同步电动机直接转矩控制系统29-30
• 3.2 直接转矩控制原理30-33
• 3.2.1 空间电压矢量的原理30-32
• 3.2.2 定子磁链与空间电压矢量的关系32-33
• 3.3 同步电动机直接转矩控制理论基础33-41
• 3.3.1 转矩控制34-37
• 3.3.2 定子磁链控制37-39
• 3.3.3 励磁电流控制39-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第4章 同步电动机直接转矩控制仿真分析42-52
• 4.1 系统仿真模型的建立42-44
• 4.1.1 仿真软件介绍42
• 4.1.2 磁链观测模型42
• 4.1.3 转矩观测模型42-43
• 4.1.4 磁链幅值估算43
• 4.1.5 扇区划分43
• 4.1.6 系统开关表43-44
• 4.1.7 励磁电流控制44
• 4.2 同步电动机SVM-DTC系统仿真分析44-51
• 4.2.1 系统模型44-45
• 4.2.2 仿真分析45-51
• 4.3 本章小结51-52
• 第5章 结论与展望52-54
• 5.1 主要结论52
• 5.2 后续研究工作的展望52-54
• 参考文献54-58
• 致谢58-59
• 硕士学位论文信息备案表59

【参考文献】

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本文编号：741432