低开关频率下永磁同步电机无差拍矢量控制

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1、第5O卷第9期电力电子技术Vo1．50．No．92016年9月PowerElectronicsSeptember2016低开关频率下永磁同步电机无差拍矢量控制刘冬，黄科元，黄守道，荣飞(湖南大学，电气与信息工程学院，湖南长沙410082)摘要：永磁同步电机(PMSM)在低开关频率下运行时会出现诸多问题，不能满足工业生产要求。对此，提出一种无差拍矢量控制策略。在分析了PMSM数学模型的基础上，设计了无差拍电流预测模型和指令电压计算模块，由以上两个模块可构成无差拍电流控制器，无差拍电流控制器输出电压指令信号并将其送入脉宽调

2、制(PWM)模块生成开关信号驱动逆变器。通过实验证明。无差拍矢量控制策略控制性能良好，能有效降低电流谐波，加快转速响应，抑制转矩脉动。关键词：永磁同步电机；无差拍矢量控制：低开关频率图分类号：TM3文献标识码：A文章编号：1000—100X(2016)09—0079—03DeadbeatVectorControlofPermanentMagnetSynchronousMotorWithLowSwitchingFrequencyLIUDong，HUANGKe—yuan，HUANGShou．dao，RONGFei(Huna

3、nUnwem，Changsha410082，China)Abstract：Whenthepermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)operatesatverylowswitchingfrequency，therewillexistmanyproblemswhichcannotmeetthecontrollingrequirements．Amethodthatthedeadbeatvectorcontrolstrat—egyisproposed．Onthebasisofanalysisof

4、themathematicalmodelofPMSM，thedeadbeatcurrent-predicting—modelandreferencevoltage-calculation-modelaredesignedwhichconstituteadeadbeatcurrentcontroller．Thedeadbeatcur—rentcontrolleroutputthevoltagereferencesignalwhichissenttopulsewidthmodulation(PWM)modulegenera

5、tingsignaldrivingmotor．Thedeadbeatcontrolalgorithmisverifiedbyexperimentswhichcanreducethecurrentharmon-ics，speeduptheresponseandsuppressthetorqueripple．Keywords：permanentmagnetsynchronousmotor；deadbeatvectorcontrol；lowswitchingfrequencyFoundationProject：Support

6、edbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．51407065)；HunanProvinceSc-ientitlePIanProject(No．2015GK3012)1引言2原理与设计低开关频率指载波频率与基波频率的比值不2．1PMsM的数学模型大于2O。目前，针对开关频率过低导致电机运行过以表贴式PMSM为实验对象进行研究。有=程中出现的问题【”，文献【2—3]提出了不同的解决=￡。【钔。在理想条件下，通过推导可得PMSM在按方法，但存在不足。故在传统PMSM矢量控制的

7、基转子磁场定向的旋转坐标系下的数学模型【5】。础上采用无差拍控制方法，设计了适合运行在低d．q轴电压方程为：开关频率下的无差拍电流预测模型和指令电压计u一∞，=R++toted(1)算模块，计算出下一时刻的电流值，将其作为当前式中：id，i分别为d，q轴电流分量；R。为定子电阻；，时刻的电流给定．然后由此计算出电压指令值并分别为d，q轴的等效磁链分量，=+，=，L。为送入PWM模块驱动电机。实验证明电机能在低定子电感，为转子在定子绕组上的耦合磁链；为转开关频率下平滑运行。系统响应速度快，转矩脉动子角速度。能得到很好的抑

8、制，且电机运行噪音小。电磁转矩Te=3n％／2，其中n为极对数。2．2同步电机矢量控制方法基金项目：国家自然科学基金(51407065)；湖南省科技计同步电机矢量控制的基本原理是通过坐标变划项目(2015GK3012)换，使定子电流解耦。将同步电机等效成直流电定稿日期：2016—02—23作者简介：刘冬(1988一)，男，四川绵阳