基于空间矢量调制技术的永磁同步电机直接转矩控制系统的研究

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1、浙江工业大学硕士学位论文基于空间矢量调制技术的永磁同步电机直接转矩控制系统的研究摘要直接转矩控制技术是继矢量控制技术之后发展起来的一种新型的控制方法。本文以三相正弦波驱动的永磁同步电机(PMSM)为研究对象，致力于直接转矩控制系统转矩脉动抑制的研究以及无传感器技术的实现。针对永磁同步电机直接转矩控制系统存在的转矩脉动问题，提出一种基于磁链误差观测的控制方案(SVM．DTC)，以及电流预测控制方案，并着重设计了两种控制方案的实现方法。同时，给出一种简单实用的转子位置计算策略。全文首先对电机的结构、特点作了简要的介

2、绍，给出了永磁同步电机在各个坐标下的数学模型。在此基础上，分析了永磁同步电机直接转矩控制策略的基本原理以及实现方式。其次对转矩的脉动及永磁同步电机无传感器技术进行了分析，结合空间矢量调制技术，提出上述两种转矩脉动抑制方案及转子位置检测方法。然后借助Matlab／Simulink工具对永磁同步电机直接转矩控制系统进行仿真实验，得到了与理论分析相一致的仿真实验波形，验证了直接转矩控制技术在永磁同步电机控制系统中的可行性，以及转矩脉动抑制策略的有效性。同时仿真实验结果表明，转子位置检测方法在电机10％额定转速以上时具

3、有较高的精度，并可简化整个控制系统，降低数字处理器的计算量，所以此方法具有一定的实用性。最后在仿真实验的基础上，采用电机控制专用芯片TMS320F2812及智能功率模块IPM，完成了永磁同步电机直接转矩控制系统实验的软硬件设计，实现了永磁同步电机的直接转矩控制，获得了与仿真相一致的实验结果。为今后的深入研究打下了基础。关键词：直接转矩控制，空间矢量调制，电流预测，无传感器技术，永磁同步电机浙江工业大学硕士学位论文STUDYoFPERMANENTMAGNETSYNCHRONoUSMoToR’SDIRECTToRQ

4、UECoNTRoLSYSTEMBASEDONSPACEVECToRMoDULATIoNABSTRACTDirectTorqueControl(DTC)techniqueisanewtypeofcontrolmethodafterVectorControltechnique。PermanentMagnetSynchronousMotor(PMSM)drivenbytriphasesinusoidalcurrentisresearchobjectinthispaper．Thisthesishammersatredu

5、cingthetorquerippleofDTCsystemandrealizingthesensorlesstechnique．ByanalyzingthetorquerippledrawbackofthePMSMDTCsystem，anewDTCstrategyofPMSMbasedonobservingerrorofstatorfluxlinkageisproposedaswellasthepredictivecurrentcontrolforPMSM．Thenthepaperdesignsthereal

6、izationschemesaboutthesetwocontrolstrategiesemphatically．Atthesametime，itgivesasimpleandpracticalmethodtocalculatetherotorpositionofPMSM．Firstly,thethesisintroducesthestructureandcharacteristicofPMSMbriefly,andthengivesthemathematicsmodelsofPMSMinvariouscoor

7、dinate．Onthisbasis，theprincipleofPMSMDTCstrategyisdiscusseddeeplyaswell鹊therealizationapproach．Then,itanalyzesthetorquerippledrawbackofthePMSMDTCsystemaswellasthesensorlesstechnique．Combinedwithspacevectormodulationtechnique，thisthesispresentstwoaforesaidcon

8、trolstrategiestorestraintorquerippleaSwellastheestimationoftherotorposition．Secondly,thisthesissetsupthesub-moduleofPMSMDTCsystembyMatlab／Simulink．Throughthesimulationofthesystem，wecanfindthatth