永磁同步电机直接转矩控制策略的研究

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1、硕士学位论文摘要永磁同步电机具有结构简单、功率因数高、效率高、转动惯量小等优点，所以采用永磁同步电机的交流伺服系统成为伺服控制系统的发展趋势。直接转矩控制在异步电机中的应用已经相当成功。然而，直接转矩控制在永磁同步电机中的应用才是在最近几年被提出，还有许多基本理论问题需要澄清，并且该策略还有待改进以提高永磁同步电机的转矩控制性能。直接转矩控制和矢量控制是当前永磁同步电机的两种高性能控制策略。为了能更加清楚地认识和了解矢量控制和直接转矩控制在永磁同步电机转矩控制性能上的差异及其内在联系，本文在分析永磁同步电机矢量控制和直接转矩

2、控制的原理与特点的基础上，搭建了这两种控制策略的仿真模型，并进行了大量的仿真研究。仿真结果验证，直接转矩控制的动态响应比矢量控制更加迅速，但存在较大的转矩脉动和磁链脉动。进一步指出直接转矩控制较矢量控制转矩脉动大的实质在于：直接转矩控制中可供选择的电压空间矢量只有八个离散的基本电压空间矢量，并且在每个控制周期定子绕组只能得到唯一电压空间矢量的作用。为了减少常规直接转矩控制的转矩和磁链脉动，将空间矢量调制技术与直接转矩控制策略相结合，构造了一种基于空间矢量调制技术的直接转矩控制方案，称之为SVM—DTC方案。该方案从驱使转矩和

3、定子磁链误差为零的原则出发确定出参考电压空间矢量，然后利用SVM技术合成该矢量，从而实现了电压空间矢量的连续调节，有效地减少了转矩和磁链的脉动。仿真结果证明了该控制方案的正确性和有效性。关键词：永磁同步电机；直接转矩控制；矢量控制；sVM—DTC永磁同步电机直接转矩控制策略的研究AbstractPemanentMagnetSynchronousMotor(PMSM)iswell—knownassuchadVantages：thesimplystructure，highpowerfactor'highemciency，10wi

4、nertiaandsoon．ACserVosystemswhichusePMSMaspowerunitswillbethetrend．TheDirectT0rqueControl(DTC)strategyhasachieVedgreatsuccessinthecontrolofinductionmotor．HoweVer，theDTCdriVeofPMSMwasproposedonlyafewyearsago，therearemanybasictheoreticalproblemsthatmustbeclarified，an

5、dthestrategycanbemodifiedtoimproVeonthetorquecontrolperformancesforPMSM．Direct’I’orqueControl(DTC)andVectorControl(VC)arewidelyusedastwohi曲perfomancecontrolstrategiesforPMSM．Tbcatchthedif．ferenceofsystemperformancebetweenVCandDTCfortorquecontrolofPMSM，bothprinciple

6、sareanalyzedandtheircharacteristicsarepresented．Thesimulatingmodelsofthesetwoschemesarebuilt．Theresultsofsimulationshow：DTChasbettertorquedynamicperformancethanVC，butDTCsuf．ferfromhighripplesoftorqueandstatorflux1inkage．Thentheconclusionisdeclared：theessentialwhich

7、causestheripplesoftorqueandstatornuxlinkageinDTCisthatthereareonlyelectivelyeightdiscretespaceV01tageVectorandtheonlyonespacevoltageVectorisappliedineachsamplingperiod．InordertoreducetherippleoftorqueandstatorfluxlinkageinconventionalDTC，theSpaceVbctorModulatong(SV

8、M)iscombinedwithDTCandanoveldirecttorquecontrolschemeofPMSMwhichiscalledPMSMSVM-DTCisproposed．Aimingateliminatingtheerroroftorque·andstatornux1in