永磁同步电机直接转矩控制的设计

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1、目录目录I摘要IIIAbstractIV第一章绪论11.1电机的发展概况11.2永磁电机的主要特点和应用11.3研究的意义11.4相关领域的发展情况21.5研究的主要内容3第二章永磁同步电机的结构及特性52.1永磁同步电机的结构52.2永磁电机的工作方式72.2.1直流发电机供电的励磁方式72.2.2交流励磁机供电的励磁方式72.2.3无励磁机的励磁方式82.3有关特性82.3.1电压的调节82.3.2无功功率的调节82.3.3无功负荷的分配82.4永磁同步电机的数学模型82.5本章小结13第三章直接转矩控制简述143.1直接转矩控制的基本原理143.2直接转矩控制的发展进程与改进

2、143.3直接转矩控制的发展方向163.4本章小结17IV第四章永磁同步电机直接转矩控制184.1永磁同步电机控制策略分类184.1.1恒压频比控制184.1.2矢量控制184.1.3直接转矩控制184.1.4不依赖对象的数学模型的控制策略194.2永磁同步电机直接转矩控制原理194.3逆变器与开关表204.4定子磁链与电磁转矩的测定224.5本章小结24第五章永磁同步电机直接转矩控制仿真255.1仿真软件255.2仿真模型255.4本章小结295.3仿真结果分析29第六章结论33参考文献34致谢35IV摘要永磁同步电机因为其运行的可靠性高，结构简单，所以在交流伺服电机中所处的地位

3、越来越高。而另一方面，直接转矩控制是近年来应用比较广泛的一种控制策略。它的优点包括控制原理直观明了，操作简单快捷，具有良好的转矩响应性。基于这一发展趋势，本文重点研究了把直接转矩控制应用在永磁同步电机上的控制效果。为了更好地分析永磁同步电机直接转矩控制，本文介绍了直接转矩控制的原理和它的优缺点，还有永磁同步电机的分类、结构及其在不同坐标系下的数学模型。然后借助MATLAB中的Simulink功能，搭建永磁同步电机直接转矩控制系统的模型，对仿真结果进行分析归纳，最后得出结论。结论表明，永磁同步电机直接转矩控制具有较好的转矩响应，基本能实现对永磁同步电机的快速可靠的控制，但是低速性能不

4、佳，得不到快速的转矩响应。这就确定了改善永磁同步电机直接转矩控制在低速时候的转矩响应将成为今后的发展趋势。关键词:直接转矩控制；永磁同步电机；仿真IVAbstractPermanentmagnetsynchronousmachine(PMSM)becomemoreandmoreimportantforitshighreliabilityandsimplestructure.ontheotherhand,Directtorquecontrol(DTC)isusedwidelyrecently.Itisintuitiveandclear,simpleandswiftandhasfast

5、torquerespond.Inthispaper,wefocusedontheeffectoftheapplicationofDTCtoPMSM.InordertoanalyzePMSMDTCbetter,thispaperprecentedboththeadvantageandthedisavantageofDTC.What’smore,italsoshownPMSM’sclassification,structure,mathematicalmodelsindifferentcoordinatesystem.ThenIbuiltmodelofPMSMDTCandsmulate

6、dinthesimulinkenvironment.IntheendIdrewaconclusionbytheresultofsimulation.TheconclusionshownthatPMSMDTChasquicktorquerespondtoachieverapidandreliablecontrol.however,ithaspoorlow-speedperformance.Therefore,improvingPMSMDTClow-speedperformancewillbethetrendofimprovementinthefuture.Keyword:PMSM,D

7、TC,SimulationIV第一章绪论电机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互转换的电磁装置。为在电机内建立机电能量转换所必需的气隙磁场，可以有两种办法：一种是在电机绕组内通以电流来产生磁场，例如普通的直流电机和同步电机。这种电励磁的电机既需要有专门的绕组和相应的装置，又需要不断供给能量以维持电流的通过；另一种的磁场是有永磁体产生的。由于永磁体的固有特性，它经过预先磁化（充磁）以后，就能直接在其周围建立磁场而不需要外加能量了。这样既可简化电机结构又可节约能量。这就是永