矩阵变换器驱动的永磁同步电机直接转矩控制系统研究

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1、■ＴＭ３０１．２．：密鉱公开，ｉ中图分类号ＵＤＣ：—：本校编号ＩＩＶ翁Ｗ义違乂攀工程硕±学位论文论文题目：矩阵变换器驱动的永减同步电机直接转矩控制系统研究研究生姓名传鲁０６１３０１０８：王学号；１学校指导教师姓名：滕青芳职称：教授企业指导教师姓名工；吴晓利职称：高电气工程；申请学位工程领域名称１６．６．１７２０１６．６．５论文提交日期；：＿２０论文答辩日期＿独创性声明本人声明所呈交

2、的学位论文是本人在导师指导下进行的研巧工作和取得的研，论文究成果，除了文中特别加标注和致谢之处外中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含获得兰州交通大学或其他教育化构的学位或证书一而使用过的材料。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。。学位论文作者签名：签字日期：＞年月日／《＾ｑ学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州交通大学有关保留。、使用学位论文的规定特授权兰州巧通大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关

3、数据库进行检ｉ。索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编ｌ＾＞供查阅和借阅同意学校。向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘（授权）密学论文在解密后适用说明保的位本：：学位论文者签名导签名作师＂：。签：年签字日期月１日字日期月／日／年＞真＾＾］方工程硕士学位论文矩阵变换器驱动的永磁同步电机直接转矩控制系统研究ResearchonDirectTorqueControlforPermanentMagnetSynchronousMotorsDriveSystemFed

4、byMatrixConverter作者姓名：王传鲁工程领域：电气工程研究方向：电机控制学号：06130108校内导师：滕青芳教授企业导师：吴晓利高工完成日期：2016年4月25日兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学工程硕士学位论文摘要MC(MatrixConverter,矩阵变换器)是一种新型交-交变频器，具有能量可双向流动、无中间大电感和大电容储能环节、体积小、输入功率因数能任意调节等显著优点，因此在电力电子与电力传动行业中越来越受到国内外众多学者的关注。随

5、着电力电子开关器件制造技术、应用技术以及控制理论的快速发展，MC的研究日趋成熟，作为新兴交-交变换器可替代传统的交-交变换器；其应用场合遍及电机驱动、电机容错、航空作动器、空间电源以及风力发电等领域。MC逐步取代传统交-直-交变换器的时代已经到来。PMSM(PermanentMagnetSynchronousMotor,永磁同步电机)体积小、效率高、功率密度高、结构简单、节约能源，所以在工业、交通、军事、航空等重要领域应用广泛。对于PMSM驱动系统而言，磁场定向控制(FieldOrientedCo

6、ntrol,FOC)和直接转矩控制(DirectTorqueControl,DTC)是目前比较成熟的两大控制方法。FOC的固有电流内环的存在影响了驱动系统响应性能，相比较而言，DTC省去了坐标变换，具有系统响应快速的特点，因而本文采用了DTC的方法与MC相结合。主要研究内容分为以下几个方面：(1)对MC的基本结构、工作原理进行分析，用MC替代传统交-直-交变换器，设计了PMSMDTC系统，所设计的系统既保持了DTC快速响应的特点又使系统输入侧的功率因数得到提高。(2)在系统负载转矩和给定转速变化的

7、情况下设计了基于滑模变结构速度控制器的MC驱动PMSMDTC系统。所设计的系统对给定转速变化有较好的抗扰动能力。(3)为了达到更好的控制效果，在系统负载转矩和给定转速变化的情况下利用自抗扰技术又设计了基于自抗扰速度调节器的MC驱动PMSMDTC系统。所设计的基于自抗扰速度调节器的系统对于负载转矩变化和给定转速变化均具有良好的抗扰动能力。上述两种方法所设计的速度调节器应用于PMSMDTC系统中均能提高系统抗负载扰动能力和跟踪给定转速变化的能力。与基于滑模变结构控制速度调节器的系统相比，基于自抗扰速度

8、调节器的系统具有更好的抗负载扰动能力，能够避免滑模变结构控制系统固有抖振的缺点。最后，上述两种方法通过几个仿真实验验证了其可行性和有效性。关键词：矩阵变换器；永磁同步电机；直接转矩控制；滑模变结构控制；自抗扰控制论文类型：应用研究-I-矩阵变换器驱动的永磁同步电机直接转矩控制研究AbstractMatrixconverter(MC)whichisregardedasanewtypeofAC-ACinverterhasamultitudeofadvantages,suchasadju