1.一种感应电动机变频调压的矢量控制及直接转矩控制的综合方法,其特征是:包括下列步骤:
a)建立感应电动机矢量控制数学模型及差分方程,并按下述差分方程实现定子三相U、V、W交流电电流及电压对合成磁场的d轴和控制转矩q轴的转换,并计算得到期望值id(t)、iq(t),期望值与实时检测所得的i1d(t)、i1q(t)相减其允许误差值即为脉冲宽度调制(PWM)调节控制量,该控制量控制绝缘栅双极三极管(IGBT)的开关,从而完成在恒定转矩或检测电压/电机定子频率(V/f)等于常数的线性运行状态下对磁场及转矩的综合控制;
式中:id(t)、iq(t)是计算所得的期望值;I1是定子电流;θx是旋转磁场超前转子的角位移,由ωx是感应电机旋转磁场超前转子的转差率,可用下式求得:L2=l2+M,l2为电机转子的自感,M为转子与定子间的互感,r2是转子电路的电阻,
式中:ωr=ωs-ωsωx,ωs是旋转磁场的速度,ωs=2πf,在恒转矩运行时,根据ωs与电压成比例的关系求得;ωr是转子旋转的角速度;
b)建立感应电动机直接转矩控制模型,通过下列公式实时计算感应电动机的转矩Tm的幅值和旋转磁场s大小和方向,与期望的转矩和期望的磁通比较得出差值即为脉冲宽度调制(PWM)调节控制量,该控制量控制绝缘栅双极三极管(IGBT)的开关,从而完成直接转矩控制限定的区间调节,弥补矢量控制在非恒定转矩或非线性运行区域内的反应滞后性;
Pr=E2NI1cosθs (4)
式中:Pr是定子传输到转子每相的功率;ns是转子的每分钟的转速,在恒转矩运行时可根据ωs求出;E2N是由s感应的电压;I1是定子电流;θs是电动机的功率因数角,可通过实时采集定子电压E及电流I1获得;电压E2N通过在定子端测量E1N然后减去I1r1上的电压降而得到;
式中:s是由定子和转子共同产生的合成旋转磁场;ωr是转子旋转的角速度,可由求出;Ed是经过PWM逆变之前的直流电源;k为常数,取决于电机的物理结构;
c)通过对绝缘栅双极三极管(IGBT)开关的控制以调整无功功率分布进而调整功率因数。