定子磁场定向的感应电机矢量控制技术研究文献综述

 2021-11-02 20:43:13

毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

一、课题研究背景及研究意义

当今世界,随着工业的不断进步和发展,能源消耗日益加大,传统能源短缺的危机将制约科技的进一步发展甚至严重威胁人类的生存。在中国,随着人民生活水平的提高,道路上的汽车的数量日益庞大,由汽车产生的环境问题不可小视。汽车消耗了巨大的石油资源,同时尾气排放也严重影响了空气质量,对生态环境造成了严重威胁。为了响应国家节能减排的政策,汽车行业的转型升级正面临巨大的挑战,新能源汽车迎来了新的发展机遇。新能源汽车的核心动力支持电机,主要分为永磁同步电机和交流异步电机两类。从国家战略角度考虑,制造交流永磁同步电机所用的重要原料稀土资源,它与半导体和石油一起并称为世界三大战略能源,同石油资源一样是不可再生资源。因此进一步挖掘交流异步电机应用的潜力,对国家能源战略和环境保护也具有重要意义。由于异步电机具有巨大的发展潜力,异步电机的控制策略成为众多国内外学者研究的热点,得到了不断的发展和完善。主要应用于异步电机的控制策略有:恒气隙磁通控制、矢量控制策略、直接转矩控制策略,还有新兴的模型预测控制策略等。

在现代交流调速系统中,矢量控制运用非常广泛,无速度传感器控制技术也逐渐成熟。磁通的准确观测与控制和转速的实时估计是无速度传感器矢量控制的关键所在。传统的矢量控制采用转子磁场定向的方法,但由于转子磁链的计算受到电机参数,特别是受易变难测的转子电阻的影响,因此系统鲁棒性较差。另一方面,在定子磁场定向矢量控制中,由于其磁链估计精度只受定子电阻参数的影响,因此受到越来越多的重视,许多学者围绕这一问题进行了研究,取得了一些成果。

二、相关研究综述

(一)定子磁场定向原理

自1971年交流电机矢量控制理论提出以来,各国学家不断对其进行完善,发展至今,矢量控制理论已经成为一项成熟稳定的控制里了呢。矢量控制方法实现了对异步电机的解耦控制,使异步电机的运行性能得到了提高。该控制方法本质上是对定子电流矢量的控制,因而得名矢量控制。矢量控制中对异步电机解耦控制方式因磁场定向方式的不同而表现出差异。

磁场定向技术在异步电机的矢量控制中起着关键作用。随着矢量控制技术的发展,磁场定向技术也发展出了多种定向方式,其中转子磁场定向、气隙磁场定向和定子磁场定向为主要的磁场定向方式。

定子磁场定向控制方法,是指将旋转坐标的M轴放在定子磁场方向上,此时,定子磁通的T轴分量为零。如果保持定子磁通恒定,转矩直接和T轴电流成正比,从而控制电机。定子磁场定向控制使定子方程大大简化,从而有利于定子磁通观测器的实现。然而此方案在进行磁通控制时,不论采用直接磁通闭环控制,还是采用间接磁通闭环控制,均须消除耦合项的影响。因此,需要设计一个解耦器,对电流进行解耦。

(二)异步电机按定子磁场定向控制的模型特点

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