基于磁链估计的单相异步电动机的变幅值控制研究

摘要

在各种交流电动机中，三相异步电动机在工业中应用较多，单相异步电动机大多应用在小型电器中。现如今，对三相异步电动机控制的研究众多，其控制技术相对成熟，但是，对单相异步电动机控制的研究相对却很少,尤其对单相异步电动机它的磁链与转矩控制的研究几乎为空白。本文以单相异步电动机为研究对象，对其磁链与转矩的控制进行了深入的研究。
　　针对单相异步电动机，本文首先提出了带有“转子旋转分量”的固定参考系下单相异步电动机定子的磁链与转矩的估计方法。然后，设计了单相异步电动机的直接转矩控制方案，为了克服单相异步电动机定子两相绕组不对称所造成的电动机运行不稳定的问题，在直接转矩控制系统的基础上，设计了单相异步电动机输入电压幅值可控的变幅值控制的方案。最后，应用MATLAB/SIMULINK，分别建立了单相异步电动机的直接转矩控制系统和变幅值控制系统的仿真模型并进行仿真实验，两个控制系统都基本达到了预期的效果。通过对实验数据的分析与比较，发现在变幅值控制的系统中，单相异步电动机动态性能更好，电动机运行更加稳定，定子磁链运行轨迹近乎为正圆形。

目录

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景

1．2 课题研究的意义

1．3 本文主要研究内容

第2章 单相异步电动机磁链的估计

2．1 磁链估计技术的研究现状

2．2 传统磁链估计方法的介绍

2．3 单相异步电动机的数学模型

2．3．1 单相异步电动机在两相静止坐标系中的电压方程

2．3．2 单相异步电动机在两相静止坐标系中的磁链方程

2．4 一种单相异步电动机磁链与转矩的估计方法

2．4．1 带有“转子旋转分量”的固定参考系下磁链与转矩的估计

2．4．2 单相异步电动机磁链与转矩估计器的设计

2．5 数字仿真实验与数据分析

2．5．1 MATLAB／SIMULINK中的建模

2．5．2 仿真实验中的相关参数

2．5．3 仿真实验与数据分析

2．6 本章小结

第3章 基于DTC的单相异步电动机的变幅值控制研究

3．1 直接转矩控制技术的介绍

3．1．1 直接转矩控制技术的产生与发展

3．1．2 直接转矩控制技术的特点

3．2 单相异步电动机的直接转矩控制系统的设计

3．2．1 单相异步电动机的直接转矩控制系统的基本结构

3．2．2 逆变器的选择

3．2．3 电压空间矢量

3．2．4 磁链调节器的设计

3．2．5 转矩调节器的设计

3．2．6 单相异步电动机磁链所在扇区的确定

3．2．7 逆变器电压空间矢量选择表的确定

3．3 基于DTC的单相异步电动机变幅值控制的设计

3．3．1 变幅值控制的设计思想

3．3．2 基于DTC的单相异步电动机变幅值控制系统的设计

3．4 本章小结

第4章 数字仿真实验与数据分析

4．1 单相异步电动机直接转矩控制系统的建模

4．1．1 定子磁链与转矩估计器的仿真模型

4．1．2 逆变器的仿真模型

4．1．3 磁链调节器与转矩调节器的仿真模型

4．1．4 定子磁链扇区判断的仿真模型

4．1．5 逆变器电压空间矢量选择的仿真模型

4．2 基于DTC的单相异步电动机变幅值控制系统的建模

4．2．1 变幅值控制模块的建立

4．2．2 基于DTC的单相异步电动机变幅值控制系统的仿真模型

4．3 数字仿真实验与数据分析

4．3．1 单相异步电动机直接转矩控制系统的仿真分析

4．3．2 基于DTC的单相异步电动机变幅值控制系统的仿真分析

4．3．3 对比分析

4．4 本章小结

结论

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文

声明