永磁同步电机直接转矩控制

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1、摘要直接转矩控制是近年来应用比较广泛的一种控制策略。它的优点包括控制原理直观明了，操作简单快捷，具有良好的转矩响应性。而另一方面，永磁同步电机因为其运行的可靠性高，结构简单，所以在交流伺服电机中所处的地位越来越高。基于这一发展趋势，本文重点研究了把直接转矩控制应用在永磁同步电机上的控制效果。为了更好地分析永磁同步电机直接转矩控制，本文介绍了直接转矩控制的原理和它的优缺点，还有永磁同步电机的分类、结构及其在不同坐标系下的数学模型。然后借助MATLAB中的Simulink功能，搭建永磁同步电机直接转矩控制系统的模型，对仿真结果进行分析归纳，最后得出结论

2、。结论表明，永磁同步电机直接转矩控制具有较好的转矩响应，基本能实现对永磁同步电机的快速可靠的控制，但是低速性能不佳，得不到快速的转矩响应。这就确定了改善永磁同步电机直接转矩控制在低速时候的转矩响应将成为今后的发展趋势。关键词:直接转矩控制；永磁同步电机；仿真29AbstractDirecttorquecontrol(DTC)isusedwidelyrecently.Itisintuitiveandclear,simpleandswiftandhasfasttorquerespond.ontheotherhand,permanentmagnetsyn

3、chronousmachine(PMSM)becomemoreandmoreimportantforitshighreliabilityandsimplestructure.Inthispaper,wefocusedontheeffectoftheapplicationofDTCtoPMSM.InordertoanalyzePMSMDTCbetter,thispaperprecentedboththeadvantageandthedisavantageofDTC.What’smore,italsoshownPMSM’sclassification,

4、structure,mathematicalmodelsindifferentcoordinatesystem.ThenIbuiltmodelofPMSMDTCandsmulatedinthesimulinkenvironment.IntheendIdrewaconclusionbytheresultofsimulation.TheconclusionshownthatPMSMDTChasquicktorquerespondtoachieverapidandreliablecontrol.however,ithaspoorlow-speedperf

5、ormance.Therefore,improvingPMSMDTClow-speedperformancewillbethetrendofimprovementinthefuture.Keyword:PMSM,DTC,Simulation29目录摘要ⅠABSTRACTⅡ第一章绪论1.1研究背景及研究意义41.2相关技术的发展情况51.3研究的主要内容6第二章直接转矩控制概述2.1电机控制策略分类62.2直接转矩控制原理72.3　直接转矩控制的发展方向82.4本章小结9第三章永磁同步电机概述3.1永磁同步电机的分类93.2永磁同步电机的结构103.

6、3永磁同步电机的数学模型123.4本章小结16第四章永磁同步电机直接转矩控制4.1永磁同步电机直接转矩控制原理164.2逆变器与开关表174.3定子磁链与电磁转矩的测定194.4本章小结20第五章永磁同步电机直接转矩控制仿真5.1仿真软件215.2仿真模型215.3仿真结果分析245.4本章小结26第六章结论26参考文献2829第一章绪论1.1研究背景及研究意义自1834年德国的雅克比发明了第一台电机后，电机在人们日常的生产，生活中发挥着越来越大的作用。现今，电机已广泛应用在工农业生产，交通工具，军事设备上。电机，即将机械能和电能相互转化的设备。为

7、了做到机械能和电能在相互转化的效率最高，并且尽最大可能节约成本，必须找到一个高效合适的电机控制策略。因此，电机的控制就成为了一个重要的课题。由于直流调速系统的控制比较方便，能通过控制电机的励磁电流和输入电压，使电机能在很广阔的范围内平滑地改变速度。基于这一优点，直流调速系统在上世纪70年代就广泛应用在需要响应范围广，动态性能好，控制精度高的场合上。直流调速也成为了当时主流的电机控制方式。但是直流电机也存在一些缺点：如生产成本高，维护费用大，设备体积大，由于存在换向器和电刷，在运行过程中容易产生火花，导致电机燃烧甚至爆炸。所以，人们就开始想方法用交流

8、电机去取代直流电机。比起直流电机，交流电机具有结构简单，坚固耐用，造价低廉，运行安全，维护便捷，对环境适应能力强等优点。电