永磁同步电机直接转矩控制系统理论及

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第17卷第1期电工技术学报2呻2年2月永磁同步电机直接转矩控制系统理论及控制方案的研究StudyoftheSchemeandTheoryoftheDirectTorqueControlinPermanentMagnetSynchronousMotorDrives田淳胡育文(南京航空航天大学航空电源航空科技重点实验室210016)TianChunHuYuwen(NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics210016Chi

2、na)摘要进一步研究了永磁同步电机直接转矩控制理论，明确了零电压矢量在控制过程中的作用，实现了基于定子磁链观测的永磁同步电机调速系统。电机系统具有良好的性能。实验结果论证了该方法在束磁同步电机拖动系统中的实用性。美■词：永磁同步电机直接转矩控制磁链中田分类号：TM921．5AbstractThispaperimprovesthetheoryofdirecttorquecontroltDTC)inpermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)andimplementsthevariabl

3、e—speedPMSMsystem．Thefunctionofzero—voltagevectorisproposedinthecontrolmethod．ThesystemhasshowngoodpedormanccsanditsexperimentalresultsverifytheteliabilityandpracticabilityofthismethodinPMSMdrives．．’Keywords：PermanentmagnetsynchronousmotorDirecttorquecontrolF

4、1uxlinkage的研究和实验，按异步电机的控制逻辑将零矢量看1前言成有降低转矩的作用，永磁电机确实无法运行，只异步电机直接转矩控制是80年代中期提出的，有去掉零矢量后才能正常运行。从这实验可以表该控制方法摒弃了矢量控制的解耦思想，实行定子明，永磁电机直接转矩控制理论的建立还有待深磁场定向，避免了矢量控制中复杂的坐标变换，定人，否则无法解释零矢量不能运用和如何运用零矢子磁链的估计仅涉及定子电阻，减弱了对电机参数量的问题。本文旨在对其控制方案进行进一步的探的依赖性；该控制方法控制简单，转矩响应快，动讨，提出零矢量

5、用于逆变器开关控制表的新型方态性能好。鉴于直接转矩控制在异步电机中的优案，同时在新方案下实现永磁同步电机直接转矩控点，目前一些学者致力于该控制方式在同步电机上制系统。的拓展，初步实现了永磁同步电机的直接转矩控2永磁同步电机直接转矩控制理论制，体现了直接转矩控制简单的控制方法及优良的动态性能等特点⋯1。但是，这些工作还只是初步如图1所示，dq坐标系是转子上的旋转坐标的，有许多问题尚待深人研究。例如，文献：1]中系．其中转子磁链的轴向为d轴的正向，d轴与a明确指出，在永磁同步电机的直接转矩控制中，不相绕组的夹角为0。

6、xy坐标系为定子上的旋转坐用零矢量参与控制，这点与异步电机直接转矩控制标系，定子磁链的方向为轴的正向。z轴与d有较大的不同。事实上，笔者之一参与了文献[1]轴的夹角为转矩角，如忽略定子电阻，转矩角航空基础科学重点基金项目赍助(98Z52001)，日淳女，1974年生，博士研究生．研究方向为电力电子技术及电力传动。胡育文男，1944年生，教授．博士生导师，研究方向为电力电子技术与运动控制。维普资讯http://www.cqvip.com8电工技术学报2002年2月3永磁同步电机直接转矩控制方案U3．1系统控制方案图

7、2为永磁同步电机直接转矩控制速度控制系统框图逆变器输出电压矢量有8组，其中6组yl(100)、y2(101)、V，(001)、y4(011)、(010)、V6(110)为运动矢量，2组y0(000)、y(111)为零矢量。虚框内各功能由DSP软件完成。整个系统由磁链闭环和转速／转矩r闭环两个控制环组成。由于。=l(H～r。)dt，图1定转子参考坐标系如果忽略定子电阻不计，则在同一个控制周期内，Fig．1Twodifferenttneferenceccordintttes=HAto(6)实际就是我们熟知的功角，此处

8、要重新定义转矩角显然，与异步电机类似，运动矢量(≠0)d的目的是希望寻找到空间电压矢量能直接影响的能迅速改变。的幅值和角度，且根据所在的物理量，功角不能成为这个量，而转矩角d月4有痢区0和实际磁链的大小(由决定，当=1时此属性。由于xy坐标系和dq坐标系都是旋转坐应增大磁链，当≠=0时应减小磁链)，能选择适标系，不同的是xy坐标系固定在定子旋转磁链当的运动矢量保持I。I恒