【摘 要】
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交流调速发展至今,技术已相当成熟.以矢量控制为代表的交流调速技术已应用到工业控制的各个领域.接踵而至的是为了解决矢量控制计算复杂、控制性能受电机参数影响大等问题而
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交流调速发展至今,技术已相当成熟.以矢量控制为代表的交流调速技术已应用到工业控制的各个领域.接踵而至的是为了解决矢量控制计算复杂、控制性能受电机参数影响大等问题而提出的直接转矩控制技术.直接转矩控制不仅解决了矢量控制中的不足,而且控制简便、转矩响应速度快.然而,在矩阵变换器未出现以前,传统的矢量控制和直接转矩控制,其硬件主体—电力变换器都因为无法避免用于滤波的大电容,而使整个控制系统变得体积大、动态响应速度慢,限制了交流调速技术的发展.为了提高直接转矩控制的性能,同时获得矩阵变换器的众多优点:交交一次性变换、无中间滤波电容,网侧功率因数可调等,该文提出了将矩阵变换器应用于异步电机直接转矩控制的技术.该文首先阐述了课题背景.介绍了矩阵变换器的基本拓扑结构;控制策略:直接变换式控制策略和间接变换式控制策略;研究现状.同时介绍了直接转矩控制的基本结构和研究现状.其次该文以空间矢量调制技术为代表,对矩阵变换器进行了深入研究.将矩阵变换器等效成交-直-交结构,分别在虚拟整流和虚拟逆变阶段对矩阵变换器进行了分析.并分析了直接转矩控制的原理、磁链扇区的划分、磁链和转矩的控制性能,推导了直接转矩控制的开关表.基于对矩阵变换器和直接转矩控制的认识,该文将矩阵变换器应用到异步电机直接转矩控制中.首先将矩阵变换器的三相输入线电压进行扇区划分,在每个扇区内找出变化率最小的某线电压作为直接转矩控制的"直流源",再利用传统的直接转矩控制策略进行分析.通过对磁链、转矩的控制性能分析,得出了矩阵变换器用于直接转矩控制的开关表,并对开关换流技术进行了分析.该文通过仿真分析和DSP模拟试验验证了矩阵变换器用于异步电机直接转矩控制的可行性.仿真分析中,比较了电机空载和负载两种情况下,输入输出波形和转矩响应速度.DSP模拟试验中,将整个控制系统模拟进了DSP,并且输出了9路控制信号.
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