Cercetarea controlului direct al cuplului motorului de inducție bazat pe MATLAB / Simulink
Tehnologia Direct Torque Control (DTC) este un nou tip de tehnologie de control al vitezei variabile a vitezei, dezvoltată după tehnologia de control vectorial. A fost inițial propusă de savantul german M. Depenbrock și de savantul japonez I. Takahashi pentru motoare asincrone în anii 1980. Teoria controlului direct al cuplului motorului sincron cu magnet permanent este propusă de Zhong. L, Rahman MF, Hu YW și alți savanți. Utilizează metoda de analiză a vectorului spațial pentru a calcula și controla legătura de cuplu și flux a motorului de curent alternativ direct în sistemul de coordonate al statorului. Poziția câmpului magnetic al statorului este utilizată pentru a genera semnalul de lățime a pulsului prin intermediul unui control discret în două puncte (control Band-Band). Starea de comutare a invertorului este controlată direct pentru a obține performanțe dinamice ridicate ale cuplului.
DTC are avantajele unei structuri de control simple, răspunsului dinamic al cuplului rapid, unei dependențe mai reduse de parametrii motorului și unei robustețe bune a modificărilor parametrilor motorului. Este utilizat pe scară largă în motoare asincrone și motoare sincrone cu magnet permanent și joacă un rol imens în producția industrială, cum ar fi aparatele de uz casnic, industria automobilelor și tracțiunea electrică a locomotivelor.
Pe baza analizei modelului matematic al motorului asincron trifazat, se introduce principiul de control al sistemului de control al cuplului direct al motorului asincron trifazat. Se stabilește modelul de simulare general al sistemului de control al cuplului cu motor asincron trifazat, bazat pe platforma de simulare MATLAB / Simulink. Un model de simulare al fiecărei componente a sistemului. Rezultatele simulării arată că metoda de control poate realiza eficient urmărirea rapidă a vitezei motorului. Sistemul are performanțe ridicate dinamice și statice, ceea ce reduce în mod eficient legătura fluxului dintre motor și cuplu și îmbunătățește stabilitatea sistemului de control al vitezei AC. Performanța statului.
1. Modelul matematic al motorului asincron
Motoarele asincrone sunt sisteme multivariabile de înaltă ordine, neliniară și puternic cuplate. Prin urmare, atunci când analizăm modelul matematic al unei mașini asincrone, se fac de obicei următoarele ipoteze:
(1) Ignorați armonicile spațiale, presupunând că înfășurările trifazate sunt simetrice, iar câmpul magnetic cu spațiu aer rezultat este distribuit sinusoidal.
(2) Ignorați saturația magnetică.
(3) Cu excepția pierderii de fier.
(4) Nu se ia în considerare efectul schimbărilor de frecvență și de temperatură asupra înfășurărilor.
Motorul asincron este descris pe sistemul de coordonate stator ortogonal folosind analiza vectorului spațial. Modelul matematic al motorului în sistemul de coordonate al statorului constă dintr-o ecuație de tensiune, o ecuație de flux, o ecuație de cuplu și o ecuație de mișcare.
2 Principiul de control al cuplului direct al motorului asincron (DTC)
Metoda de control direct al cuplului (DTC) folosește metoda de analiză a vectorului spațial pentru a analiza modelul matematic al motorului AC direct în sistemul de coordonate staționar staționar, construiește un model de algoritm al legăturii de cuplu și flux, calculează și controlează cuplul de curent alternativ motor și utilizează buclă de histerezis. Controlerul (control Bang-Bang) generează un semnal PWM și controlează direct starea de comutare a invertorului prin tabla de comutare pentru a obține o performanță dinamică ridicată a cuplului.
Principiul de bază este de a utiliza pe deplin caracteristicile de comutare ale invertorului de tip tensiune. Prin comutarea continuă a stării de tensiune, traiectoria de legare a fluxului statorului se apropie de cerc, iar frecvența de alunecare se modifică prin introducerea vectorului de tensiune zero pentru a controla cuplul motorului și Rata de schimbare este astfel încât legătura fluxului și cuplul a motorului AC se schimbă rapid, după cum este necesar.
Sistemul de comandă a momentului direct al motorului asincron (DTC) constă într-un invertor, un motor asincron trifazat, estimarea legăturii fluxului, estimarea cuplului, estimarea poziției rotorului, tabela de comutare, regulatorul PI și comparatorul de histereză. Sistemul de control calculează turația dată de motor și eroarea de viteză reală prin ieșirea regulatorului PI ca fiind un moment de cuplu dat. În același timp, sistemul calculează motorul prin modelul de legare a fluxului și modelul de cuplu, bazat pe valorile de curent și tensiune ale motorului trifazate detectate. Amplitudinea legăturii de flux și a cuplului, se calculează poziția rotorului motorului, legătura de flux dată a motorului și eroarea dintre cuplu și valoarea reală; selectați în cele din urmă vectorul de tensiune de comutare al invertorului în funcție de starea lor, astfel încât motorul să poată fi reglat în conformitate cu cerințele de control. Cuplul de ieșire și, în final, atinge scopul de reglare a vitezei.
