异步电机直接转矩控制开环仿真研究

"异步电动机直接转矩控制的仿真研究" 直接转矩控制（Direct Torque Control，简称DTC）是一种先进的交流电机控制技术，它以其快速的动态响应和简单的控制结构，在工业应用中受到广泛关注。DTC的核心是通过控制电压空间矢量来直接影响电动机的磁链轨迹，从而实现对电动机转矩和转速的精确控制。这种控制方法避免了传统的矢量控制中的复杂坐标变换，使得控制算法更为直接。 在DTC系统中，定子磁链和转矩是两个主要的被控量。磁链调节器和转矩调节器分别负责这两个参数的实时跟踪。通过改变逆变器输出的电压空间矢量，可以调整磁链轨迹的旋转速度，进而影响电动机的转速。电压空间矢量由六个基本矢量构成，这些矢量的不同组合和占空比决定了电动机的运行状态。 本研究详细介绍了基于电压空间矢量的逆变器模型，探讨了六边形磁链轨迹的形成过程。在定子坐标系下，磁链调节器的给定值决定了磁链轨迹的大小，而转矩调节器的容差值则影响了输出转矩的脉动。此外，占空比的设定直接影响电动机的转速，占空比越大，转速越高。 论文通过MATLAB/Simulink仿真平台构建了异步电动机的开环DTC仿真模型，深入分析了磁链给定值、转矩容差值和占空比对系统性能的影响。结果表明，增大磁链给定值会扩大磁链轨迹，提高磁链的稳定性；增加转矩容差值会增大转矩脉动，影响系统的平稳性；调整非零电压矢量的占空比可直接调整电动机的转速。 硬件系统设计方面，研究涵盖了整流电路、启动电路、滤波电路、逆变电路等主电路部分，特别是介绍了逆变模块绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，简称IGBT）或智能功率模块（Intelligent Power Module，简称IPM）的应用。控制电路则涉及DSP芯片TMS320F28335、隔离电路、故障信号电路和检测电路等，软件开发则采用了CCS3.3环境，详细阐述了主程序和初始化程序的流程。 关键词：电压空间矢量、磁链调节、转矩调节、开环仿真、IPM，这些关键词涵盖了DTC技术的关键要素，反映了研究的重点在于应用研究，旨在优化异步电动机的直接转矩控制性能。