永磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制研究.pdf

1、永磁同步電動(dòng)機(jī)主要應(yīng)用于調(diào)速驅(qū)動(dòng)及伺服控制中。由于其體積小、重量輕、調(diào)速范圍寬、功率密度大等一系列優(yōu)點(diǎn)，使得永磁同步電動(dòng)機(jī)越來越引起人們的重視。作為一種新型的交流電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)，直接轉(zhuǎn)矩控制具有控制方式簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快、便于實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制等優(yōu)點(diǎn)，在交流傳動(dòng)中正得到越來越多的應(yīng)用。因兩者優(yōu)秀的特性，將這兩種技術(shù)相結(jié)合已成為現(xiàn)代交流傳動(dòng)領(lǐng)域發(fā)展的熱點(diǎn)。
　　本文以永磁同步電動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象，在直接轉(zhuǎn)矩控制相關(guān)理論基礎(chǔ)上對(duì)常規(guī)永磁同步電動(dòng)

2、機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制進(jìn)行仿真研究，從而驗(yàn)證了該系統(tǒng)具有的良好控制效果及其滯環(huán)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的影響。常規(guī)永磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)主要存在著兩個(gè)缺陷，一是磁鏈與電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大;二是逆變器開關(guān)頻率不恒定。為了對(duì)常規(guī)永磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中存在的不足進(jìn)行改善，本文分別將空間矢量調(diào)制與模糊邏輯應(yīng)用于常規(guī)永磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，通過仿真研究可知，基于模糊邏輯的永磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)較好的對(duì)磁鏈與電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)進(jìn)行了抑制，但相對(duì)

3、空間矢量調(diào)制的改善方法抑制效果稍差;基于空間矢量調(diào)制的永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)不僅使磁鏈與電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)得到改善，同時(shí)還克服了常規(guī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中開關(guān)頻率不固定的缺點(diǎn);在電磁轉(zhuǎn)矩響應(yīng)速度上，得到常規(guī)永磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)響應(yīng)最快，基于模糊邏輯的永磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)次之，基于空間矢量調(diào)制的永磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)最慢的結(jié)論。
　　轉(zhuǎn)速與定子磁鏈估計(jì)的精度直接影響著永磁同步電動(dòng)機(jī)的控制性能，常規(guī)永磁同步電動(dòng)

4、機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速的估計(jì)主要通過機(jī)械式傳感器測(cè)量獲得，這不僅增加了系統(tǒng)成本，而且還限制了其在惡劣環(huán)境中的應(yīng)用。將無傳感器技術(shù)應(yīng)用于永磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)速度與定子磁鏈的在線實(shí)時(shí)估計(jì)，從而將較好地解決機(jī)械式傳感器及定子磁鏈估計(jì)不準(zhǔn)確帶來的問題。本文在此背景下建立了一個(gè)高性能的無傳感器的永磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過擴(kuò)展卡爾曼濾波器而實(shí)現(xiàn)對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)的定子磁鏈、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子位置角的在線實(shí)時(shí)觀測(cè)。為了解決永