脉宽调制永磁同步电机直接转矩控制

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1、沈阳工业大学硕士学位论文基于电压空间矢量脉宽调制永磁同步电机直接转矩控制姓名：高艳平申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：王丽梅20070308沈阳工业大学硕士学位论文摘要随着社会实际生产要求的不断提高，电机的种类不断增多，电机控制技术也不断得以升级。永磁同步电机以其体积小、效率高、可靠性好以及对环境的适应性强等诸多优点，在各种高性能驱动系统中得到了广泛应用。最初以感应电机为研究对象的直接转矩控制技术刚刚问世，就以其独有新颖的控制思想，简洁明了的系统结构，优良的动静态性能等优点受到普遍关注。然而，直接转矩控制

2、技术在永磁同步电机上的研究还并非十分完善，在有些方面仍存在欠缺，比如说电磁转矩脉动大和低速性能差等都是非常棘手的问题，使得系统达不到期望的最佳控制效果。因此，针对这些问题，本文提出了一种基于电压空间矢量脉宽调制策略的永磁同步电机直接转矩控制方法。仿真结果表明该方法可以明显减小转矩和磁链脉动，具有更好的动、静态性能，而且响应速度快，从而运行更加平稳。首先，本文在综述了直接转矩控制技术发展与研究历程之后，介绍了在电机控制中坐标交换的基本原理和永磁同步电机的数学模型，详细阐述了常规直接转矩控制技术和电压空间矢量脉宽调制(SVPW

3、M)的原理以及SVPWM的控制算法，并给出相应仿真。其次，以上述理论依据作为基础，针对直接转矩控制系统中所存的转矩和定子磁链脉动问题，提出了一种基于定子磁链电压空间矢量脉宽调制策略的永磁同步电机直接转矩控制技术，并在MATLAB／SIMULINK中搭建系统仿真模型，从稳态和动态两方面将所设计的系统与常规DTC系统进行仿真比较，仿真结果验证了此方法的可行性与优势。最后，在阅读了大量有关直接转矩控制方面文献的基础上，本文总结了影响常规直接转矩控制系统低速性能的因素与改善方法，详细分析了定子电阻的变化对系统造成的影响，并依此设计

4、了定子电阻在线估计器以解决基于SVPWM策略的永磁同步电机直接转矩控制系统低速性能差的问题，最后利用仿真进一步验证了所设计的定子电阻在线估计器的有效性。关键词：永磁同步电机，直接转矩控制，电压空问矢量调制，定子电阻估计基于电压空间矢量脉宽调制永磁同步电机直接转矩控制DirectTorqueControlforPermanentManetSynchronousMotorDriveBased011VoltageSpaceVectorPulseWidthModulationAbstractWithmoreandmoreadvan

5、cedrequirementsofsocialpracticalityproduction,thevarietiesofmotoraregraduallyincreasingandthecontroltechnologiesofmodemmotorhavealsobeenupgraded．Permanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)hasbeenwidelyusedinhi曲performancedriveapplicationsforitsadvantages，suchascompactne

6、ss，highefficiency，reliabilityandsuitabilitytoenvironment．Directtorquecontrol(DTC)whichWaginitiallyappliedtoinductionmotordriveshasbeenpaidmoreattractionsanddramaticallydevelopedwitllitsnovelcontrolmeans．compactsystemstructureandexcellentdynamicandstaticstateperfor

7、mances．DTCtechnologyforPMSMdrives,however,isnotperfectandhassomedisadvantages．Forexample，theelectromagnetismtorquerippleandthelowperformanceoflowspeedareallveryintractableproblems．whichoftenleadtothetorqueandfluxtippleandCannotobtainoptimalcontroleffect．Tosolveall

8、aboveproblems，thespacevoltagesvectorpulsewidthmodulation(SVPWM)strategyofDTCforPMSMispresented．Simulationresultsshowthatitcandramaticallyreducethetorque