Έρευνα σχετικά με τον άμεσο έλεγχο ροπής του κινητήρα επαγωγής με βάση το MATLAB / Simulink
Η τεχνολογία άμεσου ελέγχου ροπής (DTC) είναι ένας νέος τύπος τεχνολογίας ελέγχου μεταβλητής συχνότητας που αναπτύχθηκε μετά από την τεχνολογία ελέγχου διανύσματος. Προτάθηκε για πρώτη φορά από τον Γερμανό μελετητή M. Depenbrock και τον ιαπωνικό λόγιο I. Takahashi για τους ασύγχρονους κινητήρες τη δεκαετία του 1980. Η θεωρία του άμεσου ελέγχου ροπής του σύγχρονου κινητήρα μόνιμου μαγνήτη προτείνεται από τον Zhong. L, Rahman MF, Hu YW και άλλους μελετητές. Χρησιμοποιεί τη μέθοδο ανάλυσης διανυσματικού διαστήματος για τον υπολογισμό και τον έλεγχο της ροπής και της ροής σύνδεσης του κινητήρα εναλλασσόμενου ρεύματος απευθείας στο σύστημα συντεταγμένων του στάτη. Ο προσανατολισμός του μαγνητικού πεδίου του στάτη χρησιμοποιείται για τη δημιουργία του σήματος πλάτους παλμού μέσω διακριτού ελέγχου δύο σημείων (έλεγχος Band Band). Η κατάσταση μεταγωγής του μετατροπέα ελέγχεται άμεσα για υψηλή δυναμική απόδοση της ροπής.
Ο κωδικός DTC έχει τα πλεονεκτήματα της απλής δομής ελέγχου, της δυναμικής απόκρισης ταχείας ροπής, της μικρότερης εξάρτησης από τις παραμέτρους του κινητήρα και της καλής αντοχής στις αλλαγές των παραμέτρων του κινητήρα. Χρησιμοποιείται ευρέως σε ασύγχρονους κινητήρες και σύγχρονους σύγχρονους κινητήρες και διαδραματίζει τεράστιο ρόλο στη βιομηχανική παραγωγή, όπως οι οικιακές συσκευές, η αυτοκινητοβιομηχανία και η έλξη ηλεκτρικών κινητήρων.
Με βάση την ανάλυση του μαθηματικού μοντέλου τριφασικού ασύγχρονου κινητήρα, εισάγεται η αρχή ελέγχου του συστήματος άμεσης ροπής ελέγχου του τριφασικού ασύγχρονου κινητήρα. Εφαρμόζεται το γενικό μοντέλο προσομοίωσης του τριφασικού συστήματος ασύγχρονου κινητήρα άμεσης ροπής που βασίζεται στην πλατφόρμα προσομοίωσης MATLAB / Simulink. Ένα μοντέλο προσομοίωσης για κάθε στοιχείο του συστήματος. Τα αποτελέσματα προσομοίωσης δείχνουν ότι η μέθοδος ελέγχου μπορεί να πραγματοποιήσει αποτελεσματικά τη γρήγορη παρακολούθηση της ταχύτητας του κινητήρα. Το σύστημα έχει υψηλή δυναμική και στατική απόδοση, πράγμα που μειώνει αποτελεσματικά τη ροή σύνδεσης του κινητήρα και τη ροπή και βελτιώνει τη σταθερότητα του συστήματος ελέγχου ταχύτητας εναλλασσόμενου ρεύματος. Κρατική απόδοση.
1. Μαθηματικό μοντέλο ασύγχρονου κινητήρα
Οι ασύγχρονοι κινητήρες είναι συστήματα υψηλών τάσεων, μη γραμμικά και πολύ συζευγμένα, πολλαπλών μεταβλητών. Επομένως, κατά την ανάλυση του μαθηματικού μοντέλου μιας ασύγχρονης μηχανής, συνήθως πραγματοποιούνται οι ακόλουθες παραδοχές:
(1) Αγνοήστε τις χωρικές αρμονικές, υποθέτοντας ότι οι τριφασικές περιελίξεις είναι συμμετρικές και το προκύπτον μαγνητικό πεδίο διακένου αέρα κατανέμεται ημιτονοειδώς.
(2) Αγνοήστε τον μαγνητικό κορεσμό.
(3) Εξαιρουμένης της απώλειας σιδήρου.
(4) Δεν λαμβάνεται υπόψη η επίδραση των αλλαγών συχνότητας και θερμοκρασίας στις περιελίξεις.
Ο ασύγχρονος κινητήρας περιγράφεται στο ορθογώνιο σύστημα συντεταγμένων του στάτη χρησιμοποιώντας ανάλυση διανυσματικού διαστήματος. Το μαθηματικό μοντέλο του κινητήρα στο σύστημα συντεταγμένων του στάτη αποτελείται από μια εξίσωση τάσης, μια εξίσωση ροής, μια εξίσωση ροπής και μια εξίσωση κίνησης.
2 Αρχή ελέγχου ασύγχρονης οδήγησης με άμεση ροπή (DTC)
Η μέθοδος ελέγχου άμεσης ροπής (DTC) χρησιμοποιεί τη μέθοδο ανάλυσης διανυσματικού διαστήματος για την ανάλυση του μαθηματικού μοντέλου του κινητήρα εναλλασσόμενου ρεύματος απευθείας στο σταθερό σύστημα συντεταγμένων στάτη, κατασκευάζει ένα μοντέλο αλγορίθμου της ροπής και της ροής σύνδεσης, υπολογίζει και ελέγχει τη ροπή στρέψης του AC κινητήρα και χρησιμοποιεί το βρόχο υστέρησης. Ο ελεγκτής (έλεγχος Bang-Bang) παράγει ένα σήμα PWM και ελέγχει άμεσα την κατάσταση μεταγωγής του μετατροπέα μέσω του πίνακα διακοπτών για να επιτύχει υψηλή δυναμική απόδοση της ροπής.
Βασική αρχή είναι η πλήρης χρήση των χαρακτηριστικών μεταγωγής του αντιστροφέα τύπου τάσης. Με τη συνεχή αλλαγή της κατάστασης τάσης, η τροχιά σύνδεσης ροής στάτη προσεγγίζει τον κύκλο και η συχνότητα ολίσθησης μεταβάλλεται με την εισαγωγή του διανύσματος μηδενικής τάσης για τον έλεγχο της ροπής του κινητήρα και Ο ρυθμός αλλαγής είναι τέτοιος ώστε η σύνδεση ροής και η ροπή του κινητήρα εναλλασσόμενου ρεύματος αλλάζει ταχύτατα, όπως απαιτείται.
Το σύστημα ασύγχρονου ελέγχου της ροπής στρέψης (DTC) ασύγχρονου κινητήρα αποτελείται από έναν μετατροπέα, έναν ασύγχρονο κινητήρα τριών φάσεων, τον υπολογισμό της ροής, την εκτίμηση ροπής, την εκτίμηση θέσης δρομέα, τον πίνακα διακοπτών, τον ρυθμιστή PI και τον συγκριτή υστέρησης. Το σύστημα ελέγχου υπολογίζει την δεδομένη ταχύτητα στροφών και το πραγματικό σφάλμα στροφών μέσω της εξόδου του ρυθμιστή PI ως τη δεδομένη ροπή στρέψης. Ταυτόχρονα, το σύστημα υπολογίζει τον κινητήρα από το μοντέλο ζεύξης ροής και το μοντέλο ροπής με βάση τις τιμές τριφασικού ρεύματος και τάσης που έχουν ανιχνευθεί. Το μέγεθος της σύνδεσης ροής και ροπής, υπολογίζει τη θέση του ρότορα του κινητήρα, τη δεδομένη σύνδεση ροής του κινητήρα και το σφάλμα μεταξύ της ροπής και της πραγματικής τιμής. επιλέξτε τελικά το διάνυσμα τάσης εναλλαγής του μετατροπέα ανάλογα με την κατάσταση, έτσι ώστε ο κινητήρας να μπορεί να ρυθμιστεί σύμφωνα με τις απαιτήσεις ελέγχου. Εξαγωγή ροπή, και τελικά να επιτύχει το σκοπό της ρύθμισης της ταχύτητας.
