基于滞后电压矢量控制的五相感应电机滑速驱动DFC

摘要 直接转矩控制（DTC）因其快速的动态响应和简单的结构而广泛应用于工业电机，但它存在明显的缺点，如高转矩涟漪、磁通涟漪和不同操作速度下的可变开关频率。本文提出了一种基于滑速控制器（SSC）的直接磁通控制（DFC）方案，专用于五相感应电机，其中基于滑角的定子磁通角校正与基于电压的滞后控制器（HVC）明确结合。在该方案中，通过注入由速度和转矩控制环生成的滑速积分得出的滑角来校正参考定子磁通角。校正后的定子磁通角与定子磁通参考幅值生成参考定子磁通矢量，并与估计的磁通进行比较以生成参考电压矢量。该参考电压矢量通过具有简化查找表的滞后电压控制器直接选择适当的开关状态，从而快速切换电压矢量以减少转矩和磁通涟漪。因此，提出的SSC-DFC方案用基于参考电压矢量的滞后控制器替代了传统的滞后磁通控制器和转矩控制器，而不干扰基于滞后控制的DTC技术的一般结构。在提出的控制方案中，通过磁通角控制实现转矩调节，而通过参考磁通幅值控制实现定子磁通控制，利用单一电压矢量选择机制实现转矩和磁通的统一控制。所提SSC-DFC方案在五相感应电机测试平台上进行了测试，实验结果显示，与传统DTC控制方案相比，转矩和磁通涟漪显著减少，低相电流谐波失真；并在较宽的速度范围内保持恒定的开关频率。