Analysis of Direct Torque Control for Marine Five-Phase Induction Motor

Based on the principle of direct torque control,a DTC(Direct Torque Control)system with five-phase induction motor has been studied.Providing direct control of stator flux and electromagnetic torque by optimized voltage vector,five-phase induction motor enhances flexibility of the invert states selection by increasing the number of voltage vectors,resulting in more precise control of stator flux and electromagnetic torque.The model of DTC for five-phase induction motor is constructed on equations and the method of approximate circle of torque track is used to conduct the simulation analysis of the system.The simulation results demonstrate that the DTC for five-phase induction motor control has merits of little calculation compared with vector control,simple structure,fast response and greater dynamic performance.

基于准比例谐振控制器的5相感应电机电子变极研究

针对采用传统比例积分(PI)电流控制器的5相感应电机(FIM)电子变极过程中存在转矩、转速动态响应慢和波动大的问题,设计了一种准比例谐振电流控制器(QPR)控制FIM电子变极。设计的QPR控制器在传统比例谐振控制的基础上进行了阻尼项修正,实现了电流的无静差跟踪。加入相应的谐波抑制算法以改善电机变极切换过程中的抖动问题,同时在变极前后获得了更好的稳态性能。采用变参数化设计QPR控制器实现了谐振频率点随电机转速的自适应变化。使用预修正Tustin变换的离散化方法,保证了QPR控制的稳定性和谐振频率的无偏差。随着电机运行平面的改变切换谐振频率,实现了电子变极前后的两段式精确控制。实验结果表明:所提方法有效提高了FIM电子变极过程中的转矩和转速动态响应性能并减小了其波动。

基于转子磁链优化的五相感应电机电子变极策略

针对五相感应电机(FIM)指数响应转矩跟踪电子变极运行不平稳问题,分析得出转子磁链饱和是导致该问题的主要原因之一,计及磁链饱和提出一种转子磁链优化(RFO)电子变极控制策略。分析了FIM电子变极过程中两个控制平面转子磁链叠加是导致磁链饱和的原因,设计了转子磁链控制函数,并采用磁链幅值和电磁转矩约束函数使转子磁链逼近临界值,优化了转子磁链控制。基于FIM的Speedgoat半实物实验平台,对所提RFO方法进行了实验验证,对采用和未采用RFO的指数响应转矩跟踪电子变极控制策略进行对比实验研究。实验结果表明,所提策略使转速波动减小了50%,转矩波动减小了67%,有效改善了电子变极过程中电机运行平稳性。