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矩阵变换器的无速度传感器直接转矩控制系统的研究

毛朝斌  
【摘要】: 直接转矩控制系统以其独特的优点受到了普遍的关注并得到了迅速的发展,它代表了现代电气传动领域的发展潮流。目前的直接转矩控制系统绝大多数采用二极管整流的交-直-交变换器,这种变换器的广泛应用,给电力系统造成了严重的谐波“污染”。矩阵变换器能够克服交-直-交变换器的固有缺点。将矩阵变换器应用于直接转矩控制系统,使其替代交-直-交变换器,使新的直接转矩控制系统集两者的优点于一身,成为对电网无污染的、高性能的“绿色”交流调速系统。 本文提出一种基于矩阵变换器供电的交流电动机无速度传感器直接转矩控制系统和控制方法,在阐述矩阵变换器和直接转矩控制方法的基础上,重点讨论了二者的融合技术和转速的模型参考自适应参数辨识法。 利用MATLAB/SIMULINK仿真软件,模拟实际情况构建了矩阵变换器无速度传感器直接转矩控制系统的主回路和控制回路,并对整个系统进行了大量仿真实验。对仿真结果进行了分析,仿真结果表明参数辨识的精度高于测量模块的测量精度,动态响应好;在电机加减速运行和负载转矩变化时,系统能够实现转矩和磁链的控制要求,系统运行稳定,能够实现能量双向流动和输入单位功率因数。 采用TI公司专业的电机控制DSP芯片(TMS320LF2407A),开发了一套基于DSP矩阵变换器交流电机直接转矩控制的试验系统。深入研究了控制系统的数字化实现,采用了汇编语言,完成了软件的编写,实验得到了较为理想的结果,验证了其可行性。


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