3。1 磁链模型 14

3。1。1 U-I模型 14

3。1。2 I-N模型 15

3。1。3 U-N模型 15

3。2 转速闭环控制 16

3。3 转矩调节器和磁链调节器 16

3。3。1 转矩调节器 16

3。2。2 磁链调节器 17

3。4 开关状态选择器 18

3。4。1 电压空间矢量对磁链的影响 18

3。4。2 电压空间矢量对转矩的影响 19

3。4。3 开关状态的选择表 19

3。5 本章小结 20

4  直接转矩控制系统的仿真 21

4。1 仿真平台简介 21

4。2 仿真的基本思路 21

4。3 仿真结构的设计 22

4。3。1 主电路模块 22

4。3。2 3/2坐标变换模块 23

4。3。3 转速PI调节模块 24

4。3。4 磁链观测模块 24

4。3。5 开关选择模块 25

4。4仿真结果分析 26

4。5本章小结 29

总结与展望 30

致  谢 31

参考文献 32

1绪论

1。1 课题的背景与意义

电机调速系统，被大范围地应用在机械制造、冶炼金属、化学制药和交通运输等各类重工业轻工业部门，无论是电动机还是发电机，都是当代工业生产不可或缺的设备之一。直流电机和交流电机先后诞生于19世纪末期，在过去100年中很大比例的时间中，得益于直流电机拥有更加简便有效的调速性能，对调速性能要求较高的情况下都使用直流电机[1]。交流调速装置虽然也有使用，但其性能一直不能达到和直流调速相同的高度[2]。

尽管直流电动机凭借着其简易高效的调速控制方式被应用于很多场合，但也不可避免地存在一些问题。主要由于直流电机使用直流电不能自主换向需要额外的部件来协助电流换向，因此对电压电流就存在较大的限制。这些缺陷的成因是电机自身导致的因此很难避免并作相应的改进，使其发展在一定的时间段内到达了瓶颈，不能满足越来越多人们提出的低耗高效的生产需求。

与此同时，交流电机尤其是异步电动机凭借着其构造简易，坚固耐用，生产成本低廉，维护方便和易于适应恶劣环境等优点，被广泛应用于工业农业等大量场合。但众所周知异步电机是一个高阶、非线性、强耦合的复杂系统，很长一段时间都不能用传统的对待直流电机一样的调速方法去控制交流电机[9]。这一问题直到最近的30年里，在伴随电力电子器件的发展过程中，才开始逐步出现转机。

众所周知，电机能耗较大。随着传统能源危机到来，大量工业发达国家投入大量人力、财力研究节能措施。相信在随后的发展过程中，交流传动系统的高性能加高效率会是发展的趋势，更加节电的装置可以减少火力发电带来的污染排放。因此研究与开发包含宽调速范围、高效率的交流调速系统是一种顺应时代潮流的研究方向[15]。