基于DTC异步电机三相六开关容错控制策略,本文关于异步电机论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。
异步电机论文参考文献：
摘 要：基于DTC的三相四开关逆变器容错控制策略只能解决单管故障问题,且具有转矩脉动大的缺点.在深入分析三相四开关和六开关逆变器电压矢量特点的基础上,充分挖掘正常开关管的潜能,在不改变逆变器拓扑结构和开关管数量的前提下,重构了单管故障状态下的电压矢量扇区和开关表,提出了一种在故障状态下的三相六开关容错控制策略,可形成六个电压矢量和一个零电压矢量,较三相四开关容错控制策略仅可提供四个电压矢量有明显改善.在此基础上,分析了三相六开关可能出现的连锁故障现象,并提出了相应的容错控制策略.仿真结果表明,所提出的三相六开关容错控制策略可有效降低转矩脉动,并可处理大部分开关管连锁故障的情况,具有更大的优越性、
关键词：异步电机；直接转矩控制；逆变器；容错控制；三相六开关
DOI：10.15938/j.emc.2015.10.002
中图分类号：TM921.2
文献标志码：A
文章编号：1007-449X（2015）10-0007-08
0 引言
三相异步电机结构简单,性能可靠,广泛应用于各种调速场合.但和其相连的逆变器开关管容易发生故障,从而降低了整个调速系统的可靠性.在诸如矿井、轧钢、轨道交通等场合,一旦发生逆变器故障,将导致整个调速系统无法使用,造成巨大的经济损失.因此,研究逆变器开关管故障状态下的容错控制方法,保证调速系统的运行能力,具有重要意义.
容错控制策略是对电机在正常运行T况下控制策略的一种补充,需要相应的容错控制电路支持.容错控制方法包括容错控制策略和容错控制电路两部分,有关文献对电机的不同容错控制方法进行了研究.ABDELGHANI HB等提出了一种三相异步电机逆变器容错电路结构,但需要采用较多的开关管,成本较高；张兰红等对三相异步电机两相四开关和三相四开关容错系统进行了研究,认为三相四开关容错系统的控制效果更好；在此基础上,国内外对三相四开关容错系统进行了一系列研究.不同的容错控制电路拓扑结构相差较大,所需的开关管数量不同,成本相去甚远,可达到的最佳控制效果不尽相同.因此,对不同控制策略控制效果的比较应基于控制电路拓扑结构相同或相似的前提条件.本文将以三相四开关容错系统所对应的电路拓扑结构为基础进行研究.
现有三相四开关容错系统将导致转矩脉动进一步增大,且仅适合于单管故障的情况.如果逆变器一个开关管发生故障而未及时采用合适的容错控制策略,系统将处于非正常运行工况,逆变器、异步电机均可能承受数倍于正常工况下的电压应力和电流应力.采用三相四开关容错控制策略时,电压矢量的有效值仅为正常时的一半,有时需采用弱磁控制以便达到额定转速,若转矩不变,将导致定子电流大于额定电流.因此在故障状态下继续保持系统运行时,开关管的工作条件往往会变得更为恶劣,出现连锁故障的概率加大.对于三相四开关容错控制系统,剩余的四个开关管任意一个出现故障,整个系统便无法工作,可靠性较低.如何在不改变三相四开关逆变器拓扑结构的前提下,通过对控制策略的改进,充分发掘现有系统的潜能,增加故障下系统的可靠性,并获得更优良的控制性能,正是本文的主要研究内容.
1 三相四开关容错控制原理
1.1 直接转矩控制原理
直接转矩控制将定子磁链和电磁转矩作为控制变量,无需进行磁场定向、矢量变换和电流控制,更为简捷和快速,提高了系统的动态响应能力.
异步电机的电磁转矩为式中：p为电机的极对数；Ls、Lr和Lm分别为定子绕组自感、转子绕组自感和定转子绕组互感；ψs和ψr分别为定、转子磁链的幅值；δ为负载角,表示定、转子磁链矢量ψs和ψr之间的空间相位差.
当定子磁链矢量快速变化时,在极短时间内可认为转子磁链矢量相对不变.因此,直接转矩控制主要对定子磁链矢量ψs进行控制.
异步电机的定子电压矢量方程为式中：us、is和Rs分别为定子电压矢量、定子电流矢量和定子电阻.
式（2）表明,通过控制定子电压矢量,可以完成对定子磁链矢量的控制.
由于定子磁链难以直接测量,通常根据定子电压、定子电流的检测值来估计定子磁链矢量的幅值和相位.
在α-β坐标系下,由定子电压矢量方程可得：
电磁转矩通常采用下式来估计
利用式（3）-式（5）,便可通过定子电压、定子电流及电机参数对异步电机的定子磁链和电磁转矩进行计算.定子磁链、电磁转矩估算值和设定值输入迟滞比较器,通过比较估算值和设定值的大小关系和磁链所在的扇区位置θ,查找电压矢量选择表,得到唯一确定的电压矢量.将相应的控制信号输入到逆变器,控制开关管的导通达到所需的控制效果.
1.2 容错电路及控制策略
容错控制需要相应的容错电路支持,所需逆变器的电路拓扑结构较常规情况有所不同.当逆变器开关管发生故障时,通常采用三相四开关控制策略,如图2所示,其中7、8、9号三个开关管属于备用开关管,正常工况时处于关断状态.
异步电机在正常工况下,1-6号开关管正常工作,形成6个电压矢量.将电压矢量空间划分为六个扇区,分别用I-Ⅵ表示,如图3所示.
设直流侧电压Udc为电压的基值,则在图3中6个电压矢量幅值的标幺值均为1,如表1所示.
正常工况下除形成图3所示的六个电压矢量外,还将形成V7和V8两个零电压矢量,对应的导通开关管分别为1、3、5号和2、4、6号.零电压矢量可使转矩变化放缓,有效减少转矩脉动.
结论：大学硕士与本科异步电机毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写异步电机与同步电机的区别方面论文范文。
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