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交流电机的直接转矩控制及直线电机静态特性的实验研究

邓启文  
【摘要】: 随着电力电子技术和微处理器技术的发展,交流电机控制技术有了很大的发展,已经逐步取代传统的直流调速技术,应用在国民经济的各个领域。现今的交流电机调速控制的方向是数字化、智能化、集成化,在电机控制的研究方面主要集中在磁场定向控制、直接转矩控制、空间矢量脉宽调制。其中的直接转矩控制作为近年来新发展起来的一种电机控制方法,已显示巨大的优越性,具有控制思想直接、反应快速的优点,成为了现在研究的热点。在电机变频调速的底层实现方面,空间矢量脉宽调制已占据了统治地位,同正弦脉宽调制相比,它更易于数字实现,母线电压利用率也更高。本文就是针对直接转矩控制和空间矢量脉宽调制展开的。 首先,针对交流电机变频调速的底层实现方法:空间矢量脉宽调制(SVPWM),提出了一种改进方法:对称空间矢量脉宽调制。并用这两种方法实现了定点压频率比的变频调速,对比的实验结果证明了后一种方法在消除电流谐波上的作用。另一方面,为了提高变频调速的效率,对最优调速控制进行了研究,分析了电机铜损和铁损产生的原因,给出了他们与电机电压、电流之间的关系,最后提出了一种最优电压频率比调速控制的方法。 第二部分是对电机直接转矩控制的研究,在具体实现中对磁链和转矩的快速响应进行了研究。在磁链控制中,用磁链跟踪控制的思想实现磁链的快速响应,为此,首先实现了磁链的跟踪控制。在转矩控制中,主要利用磁通角的改变来控制转矩,以提高转矩响应的速度。 第三部分主要对直线电机的变频调速进行探讨,首先从理论上对直线电机的推力、法向力进行了分析。然后,结合直线电机的静态试验进行了进一步的、具体的讨论。最后,结合磁悬浮列车的实际,从控制法向力的目的出发,提出了对直线电机变频调速的一些看法。


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