双馈感应电动机直接转矩控制方式探究

双馈感应电动机直接转矩控制方式探究

毕俊龙

（大连交通大学辽宁省大连市116000）

摘要：随着时代的进步和发展，电机制造企业不断的创新和进步，传统电动机已经不适用于崭新的时代中，而双馈感应电动机是根据时代和市场要求所发展的一种新型电机，具有极为强大的运行性能以及调节效率，并广泛应用在多个领域之中，具有极为广阔的发展创新前景。因此不断对双馈感应电动机直接转矩控制方式进行探究和分析，可以有效的掌握其原理以及创新方向，对于双馈感应电动机直接转矩控制未来发展和进步具有极为重要的促进作用。

关键词：双馈感应；电动机；直接转矩控制

一、双馈感应电动机直接转矩控制方式研究意义

随着时代不断进步和人们生活质量的不断提高，我国人们对于电力资源的需求日益增加，由于传统电动机控制方式较为简单，导致在电动机运行过程中会放飞掉大量的电力资源，同时也造成了大量的电力资源极度浪费，使国家整体电力耗能不断增加，而面对国家提倡的节能减排的国策，两者产生了极大的矛盾[1]。

但面对日益增加的需求以及节能矛盾，双馈感应电动机直接转矩控制方式可以有效的解决。双馈感应电动机是目前极具科技型的一种新型电机，可以在运行情况中对其转速有效调节，在调节的过程中可以保障电压和频率的不变，这样就会极大的在原有基础上提高整体的运行性能，满足人们对于电能的要求以及国家节能减排的号召。

二、双馈感应电动机直接转矩控制原理

传统控制方式对于电动机转矩的控制一般是在定子侧增加合理的电压从而进一步的控制磁链的运动进而调节转矩。而双馈感应电动机直接转矩控制的方法是将构建的电机模型建立在转子坐标系，进一步的在转子侧得到控制，当定子绕组进而直接到电网，这样便会使定子的磁链维持在一定的额定值，从而有效的利用了电动机的性能，并科学正确的控制电动机。

三、双馈感应电动机直接转矩控制方式策略探究

（一）双馈感应电动机直接转矩控制方法

在双馈感应电动机直接转矩控制整体系统中，双馈感应电动机直接转矩控制系统和传统的电动机控制系统具有相似的方法，大部分都是通过对于离散的调节，通过所使用调节器输出以及磁链所在地方进行结合以及进行矢量选择。在对于电动机整体速度控制方面，双馈感应电动机和传统电动机对于速度控制均采取的是对于转速以及转矩双闭环控制，但双馈感应电动机直接转矩控制方法和其具有不同的地方，在双馈感应电动机直接转矩控制上的矢量选择必须要根据电机的运行状态来进行矢量选择；在双馈感应电动机直接转矩控制的控制流程上和传统电动机控制流程也有较大的不同，双馈感应电动机在整体的电路选择上为了更加体现出优势，均采用的是串电阻，当双馈感应电动机运行过程中的转速达到了合适量的时，才能将双馈感应电动机的直接转矩控制系统开始使用[2]。

在双馈感应电动机直接转矩控制方法应采用转子电流较小的方法以及对于电压矢量要进行合理科学的选择。选择转子电流较小的方法以及合适的电压矢量是双馈感应电动机直接转矩控制最为有效的控制方法，经过大量的实验和探究以及借助出双馈感应电动机直接转矩控制的转矩调节原理，可以探究出对于转子电流最小以及电压矢量的选择，进一步的提升了对于双馈感应电动机有效科学的直接转矩控制以及提升其更加优化的电力性能。

而对于功率因数状态下的电压矢量选择也是双馈感应电动机直接转矩控制方式中的重要环节，从双馈感应电动机运行中的电路理论中可以得知若电流拥有正向的励磁电流分量转子侧将对电机提供无功，而在定转子承担了一部分的励磁时，定子侧的励磁电流将会出现减小的现象，进一部使双馈感应电动机的功率因数增加；同样原理的情况下要是电流拥有负向的励磁电流分量，便会出现截然不同的现象，当励磁电流分量是负向时，整体的电动机运行为了保障转子的磁链不变，定子侧的磁电流必将曾大才能保障磁链的不变进一步的使功率因数变低[3]。所以整体来讲在双馈感应电动机运行过程中只需要通过调节磁链间的定值就可以有效的调节双馈感应电动机的无功功率，通过对于双馈感应电动机直接转矩控制方中的功率因数状态下的电压矢量选择从而进一步探究了对于双馈感应电动机无功调节原理以及方法。

（二）双馈感应电动机直接转矩控制系统仿真探究

（1）对于双馈感应电动机直接转矩控制系统仿真探究中的选择

在对于双馈感应电动机直接转矩控制系统仿真探究中，双馈电机部分需要构建出的结构类型应于绕线式的异步电机具有相似的特性，或者可以直接选用Asynchronous作为仿真探究的模具。

在仿真探究过程中对于启动的电阻以及切换开关这两方面需要根据实际考虑，为了提高双馈感应电动机直接转矩控制系统带有的较好性能，应减少对于转子侧励磁控制器容量，从而可以让整体的控制过程中调速只需要承担转差功率的容量，便可以进一步的把双馈感应电动机直接转矩控制的优良性能良好的体现出来[4]。不断分析规划出仿真探究所需要的调速范围，当双馈感应电动机的转速达到探究所需要的范围时，再将PWM变频器开始进行使用从而来建立起比较科学正确的双馈感应电动机直接转矩控制系统，进一步的体现其良好电力性能。

（2）对于双馈感应电动机直接转矩控制系统中的仿真结果

在整体科学操作的仿真探究中，仿真探究的过程要与实际双馈感应电动机直接转矩控制系统运行过程要具有亚同步，可以有效的得出当双馈感应电动机的转速可以很好的跟踪给定转速以及双馈感应电动机的转矩具有极为平稳和波动小的优良特点以及定转子电流在实验探究中是极为良好的正玄波形，对于电网的谐波干扰极为小；转子电流最小的模式下对于双馈感应电动机转速影响的仿真探究中可以科学的得出较为正确的结论，转子侧电压电流会伴随仿真探究中转速的变化而变化，当转速上升时转差的频率便会下降进而导致这一时间段中电压电流的频率也会随之变小；而在仿真探究中转子电流最小的模式下对于转矩影响，会得知伴随转矩的增大转子电流很随之增大，而最终导致转差功率增大。

总结：随着科技的不断进步，双馈感应电动机不断完善和创新是当前遇到的重要问题，而不断对双馈感应电动机直接转矩控制方式的探究和实验，可以有效的得知双馈感应电动机直接转矩控制的最佳控制方式以及性能最大化，这可以科学正确的阐明了双馈感应电动机未来性能以及节能减排等多方面的发展方向，并更加广发的应用在各领域中具有极为重要的作用。

参考文献：

[1]无刷双馈电机特性仿真研究[D].陈赟.华中科技大学2013

[2]基于等效旋转控制绕组的无刷双馈电机控制策略研究[D].金镭.沈阳工业大学2007

[3]无刷双馈电机非线性控制[D].黄健健.广东工业大学2014

[4]变压器式可控电抗器控制绕组参数计算与优化[D].郭毅娜.兰州交通大学2017

作者简介：

毕俊龙（1989-04-15），男，汉族，籍贯：辽宁大连，学历：硕士，研究方向：电力电子与电力传动