矢量细分占空比控制的改进直接转矩控制方法.pdf

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1、第50卷第2期电力电子技术Vo1．50．No．22016年2月PowerElectronicsFeb．2016矢量细分占空比控制的改进直接转矩控制方法徐艳平，雷亚洲，沙登卓，周钦(西安理工大学，电气工程系，陕西西安710048)摘要：针对永磁同步电机(PMSM)传统直接转矩控制(DTC)磁链和转矩脉动大的问题，提出了一种矢量细分与占空比控制结合的改进DTC方法。该方法对传统6个电压矢量进行细分产生12个可选电压矢量，并结合占空比控制来减小转矩脉动。实验验证了所用方法可明显减小传统DTC中的转矩脉动，系统运行可靠，易于实现。关键词：永磁同步电机；直接转

2、矩控制；占空比控制中图分类号：TM301文献标识码：A文章编号：1000—100X(2016)02—0071—03AnImprovedDirectTorqueControlMethodBasedonVectorsSubdivisionandDutyltioControlXUYan—ping，LEIYa—zhou，SHADeng—zhuo，ZHOUQin(Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an710048，China)Abstract：Inordertosolvetheproblemsoflargefluxandtoquer

3、ipplesinthedirecttorquecontrol(DTC)systemofpermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)，animprovedDTCmethodbasedonvectorssubdivisionanddutyratiocontrolisproposed．Inthismethod，traditionalsixvectorsaresubdividedintotwelvevectorsanddutyratiocontrolisusedinordertodecreasetorqueripples．Exp

4、erimentalresultsclearlydemonstratetheproposedmethodcanlargelydecreasetorqueripplesandthesystemhasgoodreliability．Keywords：permanentmagnetsynchronousmotor；directtorquecontrol；dutyratiocontrolFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51107098)1引言一Jus

5、dt=u+(2)DTC方法控制简单、响应迅速，目前已用于式中：为采样周期；为定子磁链初始值。PMSM调速系统[1_。但DTC中存在磁链和转矩脉式(2)表明，的运动方向基本沿进行，其动大、逆变器开关频率不恒定等问题。改善PMSM运动速度由电压幅值1。I确定，可通过合理地插传统DTC系统性能已成为研究热点_3_。入非零电压矢量并控制其作用时间来控制磁链。DTC性能改善方法主要有空间矢量调制技对PMSM而言，转矩计算公式为：术、离散空间电压矢量法、占空比控制方法等。在：[21ILqsin8一lI(-L)sin()](3)此提出一种将矢量细分法与占空比控制方

6、法相结．’“d“q合的PMSM改进DTC方法。实验结果证明了所提式中：n。为极对数；为永磁体磁链；，。分别为定子磁链在d，q轴的分量；6为定、转子磁链间的夹角，称为负载角。方法的可行性和在减小转矩脉动方面的有效性。对于隐极式PMSM，L。=￡d=，则式(3)为：2传统直接转矩控制原理Te=[3no／(2L。)]Jlllsin8(4)DTC方法中核心控制量为控制电机的磁链和式(4)表明，在保证定子磁链幅值恒定的前提转矩。定子磁链和空间电压矢量的关系为：下。通过改变6即可完成对电机转矩的直接控制。f=J(u~-Rsi)dt(1)3矢量细分占空比控制DTC

7、方法式中：“为定子电压；。为定子电阻；i。为定子电流。3．1矢量细分DTC方法若忽略R，则可用U的积分表示：传统DTC中通常可选的电压矢量为6个基本有效电压矢量和2个零矢量。由于数量较少，难以满足转矩和磁链控制的双重需要，使得磁链和基金项目：国家自然科学基金(51107098)定稿日期：2015—05—28转矩具有明显脉动。如果能增加可选电压矢量个作者简介：徐艳平(1977一)，女，河南商水人，博士，副教数．根据磁链和转矩误差即可选择更适合的电压授，研究方向为电力电子与现代交流调速。矢量．从而改善控制系统性能。71第50卷第2期电力电子技术Vo1．5

8、0．No．22016年2月PowerElectronicsFeb．2016矢量细分的原则是将6个基本有效电压