MATLAB / Simulink 기반의 유도 전동기의 직접 토크 제어에 관한 연구
DTC (Direct Torque Control) 기술은 벡터 제어 기술을 기반으로 개발 된 새로운 유형의 가변 주파수 제어 기술입니다. 그것은 1980 년대 비동기 모터에 대한 독일 학자 M. Depenbrock과 일본 학자 I Takahashi에 의해 처음 제안되었습니다. 영구 자석 동기 모터의 직접 토크 제어 이론은 Zhong이 제안했다. L, Rahman MF, Hu YW 및 기타 학자. 공간 벡터 분석 방법을 사용하여 고정자 좌표계에서 AC 모터의 토크와 자속 결합을 직접 계산하고 제어합니다. 고정자 자기장 방위는 이산 적 2 점 제어 (Band-Band 제어)를 통해 펄스 폭 신호를 생성하는 데 사용됩니다. 인버터의 스위칭 상태는 토크의 높은 동적 성능을 얻기 위해 직접 제어됩니다.
DTC는 간단한 제어 구조, 신속한 토크 동적 응답, 모터 파라미터에 대한 의존성 감소 및 모터 파라미터 변경에 대한 견고성의 이점을 제공합니다. 비동기 모터 및 영구 자석 동기 모터에 널리 사용되며 가전 제품, 자동차 산업 및 전기 기관차 견인과 같은 산업 생산에 큰 역할을합니다.
3 상 비동기 모터의 수학적 모델 분석을 토대로, 3 상 비동기 모터의 직접 토크 제어 시스템의 제어 원리가 소개됩니다. MATLAB / Simulink 시뮬레이션 플랫폼을 기반으로 한 3 상 비동기 모터 직접 토크 제어 시스템의 전체 시뮬레이션 모델이 수립되었습니다. 시스템의 각 구성 요소에 대한 시뮬레이션 모델입니다. 시뮬레이션 결과는 제어 방법이 모터 속도를 빠르게 추적 할 수 있음을 보여줍니다. 이 시스템은 높은 동적 및 정적 성능을 갖추고있어 모터 및 토크의 자속 연결을 효과적으로 줄이고 AC 속도 제어 시스템의 안정성을 향상시킵니다. 상태 성능.
1. 비동기식 모터의 수학적 모델
비동기 모터는 고차원, 비선형 및 강하게 결합 된 다 변수 시스템입니다. 따라서 비동기 기계의 수학적 모델을 분석 할 때 일반적으로 다음과 같은 가정이 이루어집니다.
(1) 3 상 권선이 대칭이고, 결과적으로 발생하는 공극 자기장이 정현파 분포한다고 가정하면 공간 고조파를 무시한다.
(2) 자기 포화를 무시하십시오.
(3) 철 손실을 제외합니다.
(4) 권선에 대한 주파수 및 온도 변화의 영향은 고려하지 않는다.
비동기식 모터는 공간 벡터 분석을 사용하여 직교 고정자 좌표계에서 설명됩니다. 고정자 좌표계에서 모터의 수학적 모델은 전압 방정식, 플럭스 방정식, 토크 방정식 및 모션 방정식으로 구성됩니다.
2 비동기식 모터 직접 토크 제어 (DTC) 원리
DTC (Direct Torque Control) 방법은 공간 벡터 분석법을 사용하여 고정자 정지 좌표계에서 AC 모터의 수학적 모델을 직접 분석하고 토크 및 쇄 교자 결속의 알고리즘 모델을 구성하며 AC의 토크를 계산 및 제어합니다 히스테리시스 루프를 사용합니다. 컨트롤러 (Bang-Bang 컨트롤)는 PWM 신호를 생성하고 토크의 높은 동적 성능을 얻기 위해 스위치 테이블을 통해 인버터의 스위칭 상태를 직접 제어합니다.
기본 원리는 전압 형 인버터의 스위칭 특성을 최대한 활용하는 것입니다. 연속적으로 전압 상태를 전환함으로써, 고정자 자속 쇄교 궤적이 원에 접근하고, 모터의 토크를 제어하기위한 제로 전압 벡터의 삽입에 의해 슬립 주파수가 변경되고, 변속 속도는 자속 쇄 교과 토크 가 필요에 따라 급격히 변합니다.
비동기식 모터 직접 토크 제어 (DTC) 시스템은 인버터, 3 상 비동기식 모터, 자속 연결 추정, 토크 추정, 회 전자 위치 추정, 스위치 테이블, PI 조절기 및 히스테리시스 비교기로 구성됩니다. 제어 시스템은 PI 조절기 출력을 토크 제공 신호로 사용하여 모터의 주어진 속도와 실제 속도 오차를 계산합니다. 동시에, 시스템은 검출 된 모터 3 상 전류 및 전압 값에 기초하여 자속 연결 모델 및 토크 모델에 의해 모터를 계산합니다. 플럭스 링키지 및 토크의 크기는 모터 회 전자의 위치, 모터의 주어진 쇄 교자 속 및 토크와 실제 값 간의 오차를 계산합니다. 마지막으로 인버터의 스위칭 전압 벡터를 상태에 따라 선택하여 제어 요구 사항에 따라 모터를 조정할 수 있습니다. 출력 토크, 그리고 마지막으로 속도 조절의 목적 달성.
