永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、永磁同步電機(jī)(PMSM)以其高性能、高轉(zhuǎn)矩慣量比、高能量密度而得到了廣泛關(guān)注,特別是近年來(lái)永磁材料的飛速發(fā)展使得永磁電機(jī)的應(yīng)用得到了飛躍性的發(fā)展。直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)是繼矢量控制(VC)之后發(fā)展起來(lái)的又一種高性能交流調(diào)速技術(shù),因其具有轉(zhuǎn)矩控制直接、動(dòng)態(tài)響應(yīng)較快、算法相對(duì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)在交流電機(jī)調(diào)速領(lǐng)域得到越來(lái)越多的關(guān)注。直接轉(zhuǎn)矩控制在異步電機(jī)中的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成功,然而,在永磁同步電機(jī)中的應(yīng)用才是在最近幾年被提出的,其控制策略還有待進(jìn)一步研

2、究改進(jìn),以提高對(duì)永磁同步電機(jī)的控制性能。本文給出了永磁同步電機(jī)在不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)之,分析了永磁同步電機(jī)的直接控制原理,重點(diǎn)分析了空間電壓矢量對(duì)磁鏈和轉(zhuǎn)矩的影響。采用Bang-Bang控制獲得快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng),但磁鏈和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)都比較大,并進(jìn)一步指出脈動(dòng)大的實(shí)質(zhì)是常規(guī)直接轉(zhuǎn)矩控制中可供選擇的電壓空間矢量只有八個(gè)離散的基本電壓空間矢量,并且在每個(gè)控制周期定子繞組只能得到唯一電壓空間矢量的作用。將空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)(SVPWM)

3、引入到了直接轉(zhuǎn)矩控制當(dāng)中,實(shí)現(xiàn)了電壓空間矢量的連續(xù)調(diào)節(jié),定子磁鏈近似為圓形,有效地解決了常規(guī)DTC系統(tǒng)電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大的問(wèn)題。在MATLAB/Simulink環(huán)境下分別搭建了永磁同步電機(jī)常規(guī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的模型和基于SVPWM的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的模型,對(duì)電機(jī)的多種運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了仿真,驗(yàn)證了控制理論的正確性和有效性。最后,利用ST公司的電動(dòng)機(jī)專用控制芯片ST7FMC設(shè)計(jì)了硬件電路,主要包括主電路、相電流及母線電壓采樣電路、轉(zhuǎn)速信號(hào)檢測(cè)電