一種改善矩陣變換器�玻模裕孟到y(tǒng)輸入電流的策略

喻壽益，鄭劍武
中南大學信息科學與工程學院，湖南長江

摘　　　要：簡述了矩陣變換器—異步電機直接轉矩控制系統(tǒng)的優(yōu)點，將矩陣變換器與異步電機直接轉矩控制系統(tǒng)相結合。為了得到滿足直接轉矩控制要求的電壓矢量，通過合成兩個幅值變化的電壓矢量以得到幅值固定的電壓矢量；為了改善此控制系統(tǒng)輸入端電流波形，在使用電壓矢量的同時，引入電流矢量對系統(tǒng)輸入電流進行正弦化控制，并且提出了一種電壓矢量和電流矢量的協(xié)調控制策略。它既保證了直接轉矩控制系統(tǒng)的轉矩穩(wěn)定的優(yōu)點，又改善了矩陣變換器輸入端的電流波形。通過仿真實驗驗證了此控制策略的性能優(yōu)良，輸出轉矩脈動小，輸入電流正弦度良好。將此控制策略應用于實際電機系統(tǒng)中，可實現(xiàn)高性能轉矩控制和能量雙向流通，并且減小了對電網(wǎng)造成的諧波危害。

關　鍵　詞：矩陣變換器；直接轉矩控制；電流矢量；協(xié)調控制；電流正弦度

１　引　言
矩陣變換器具有結構簡單、輸入電流可正弦化、輸入功率因數(shù)可調、不含直流環(huán)節(jié)等優(yōu)點。將矩陣變換器應用于異步電機直接轉矩控制ＤＴＣ系統(tǒng)，可克服系統(tǒng)輸入電流諧波大、功率因數(shù)不可調、能量無法雙向流通的缺點［１］，并能有效抑制轉矩脈動，改善系統(tǒng)性能。在過去的２０年里，國內(nèi)外對矩陣變換器的研究主要集中于變換器自身的一系列問題，如換流方法，而將矩陣變換器應用于異步電機直接轉矩控制系統(tǒng)的研究則相對較少［２］。其主要難點在于矩陣變換器的控制方法與交�仓豹步蛔儞Q器控制方法存在本質差別，并且保持直接轉矩控制系統(tǒng)優(yōu)越性能的同時得到正弦化的輸入電流，這兩者之間存在相互矛盾之處，要得到高性能直接轉矩控制系統(tǒng)，則電壓矢量應完全任意按轉矩控制要求作用，而保證電流正弦性則需要按電流波形作用電壓矢量。目前對矩陣變換器應用于異步電機控制系統(tǒng)提出了許多不同的控制方法，根據(jù)控制目標的不同，可將控制方法分為電壓控制法和電流控制法［３］。文獻［４］提出將矩陣變換器輸入電壓分為高、中、低３個等級電壓矢量以驅動異步電機，通過仿真證實了此方法的可行性，并且分析了３個不同等級電壓矢量的運行特點。本文提出利用矩陣變換器輸入的高、中２個等級電壓矢量分時作用，將２個合適的不同等級的電壓矢量合成為一個等效的幅值。固定的空間電壓矢量供直接轉矩控制系統(tǒng)驅動異步電機。合成所得的空間電壓矢量幅值可隨需要進行調節(jié)，以適應不同參數(shù)的電機和滿足各種工況的需要，并且控制系統(tǒng)引入了電流矢量以優(yōu)化輸入電流，使系統(tǒng)輸入電流正弦化。電壓矢量和電流矢量按合適的協(xié)調控制策略分時作用于異步電機，從而得到一種高性能的交—交變頻異步電機直接轉矩控制系統(tǒng)。通過仿真實驗表明，引入電壓電流矢量的協(xié)調控制策略不僅保持轉矩在允許范圍內(nèi)脈動，改善了直接轉矩控制系統(tǒng)性能，而且保證了輸入電流的正弦度，地顯著抑制了輸入電流的諧波。

登錄網(wǎng)站后可下載文件

相關閱讀:

• ...2012/06/19 13:43·一種改進的基于多項式濾波的穩(wěn)態(tài)檢測方法
• ...2012/04/10 10:19·一種改進積分滑模面在飛控中的應用
• ...2012/03/14 16:57·一種改進的Camshift/Kalman運動目標跟蹤算法
• ...2012/03/07 10:04·一種改進的自適應對偶控制算法
• ...2010/04/23 14:42·一種改進型UML在嵌入式系統(tǒng)中的應用