基于電流預(yù)測(cè)的永磁同步電機(jī)矢量控制算法研究.pdf

1、近年來(lái)，我國(guó)加快了節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)的步伐，永磁同步電機(jī)以其高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，但傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制穩(wěn)態(tài)精度低，傳統(tǒng)矢量控制動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢，因此研究和發(fā)展高性能的永磁同步電機(jī)模型預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域具有重要的實(shí)用價(jià)值和戰(zhàn)略意義。
　　本文以隱極式正弦波永磁同步電機(jī)為研究對(duì)象，以提高永磁同步電機(jī)控制方法的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和穩(wěn)態(tài)精度為研究目標(biāo)，開(kāi)展了基于傳統(tǒng)矢量控制和空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的永磁同步電機(jī)死區(qū)

2、效應(yīng)在線(xiàn)補(bǔ)償方法研究和基于電流預(yù)測(cè)的永磁同步電機(jī)矢量控制研究。具體內(nèi)容如下:
　　以永磁同步電機(jī)的基本工作原理為基礎(chǔ)，推導(dǎo)了永磁同步電機(jī)在三種坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。分析了永磁同步電機(jī)基于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的矢量控制方法和SVPWM的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，完成了永磁同步電機(jī)傳統(tǒng)矢量控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證。
　　針對(duì)在電壓源型逆變器驅(qū)動(dòng)的永磁同步電機(jī)系統(tǒng)中，開(kāi)關(guān)器件的死區(qū)效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致電機(jī)電流畸變，從而引起電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和損耗增加的問(wèn)題，詳細(xì)推導(dǎo)了死區(qū)

3、效應(yīng)對(duì)IGBT導(dǎo)通時(shí)間和輸出相電壓波形的影響，利用反并聯(lián)二極管的續(xù)流特性，并結(jié)合永磁同步電機(jī)d軸電流給定為零的矢量控制，提出了基于q軸電流誤差的死區(qū)效應(yīng)在線(xiàn)補(bǔ)償方法，所提方法無(wú)需電機(jī)和逆變器的精確模型，且未增加硬件電路。通過(guò)MATLAB/Simulink仿真驗(yàn)證了所提死區(qū)補(bǔ)償策略能夠較好地改善死區(qū)效應(yīng)。
　　為提高永磁同步電機(jī)的動(dòng)靜態(tài)性能，將模型預(yù)測(cè)與傳統(tǒng)矢量控制相結(jié)合，以電流預(yù)測(cè)控制取代矢量控制中的電流PI環(huán)，完成了基于電流預(yù)測(cè)

4、的永磁同步電機(jī)矢量控制研究。通過(guò)MATLAB/Simulink仿真驗(yàn)證了單矢量電流預(yù)測(cè)控制、雙矢量電流預(yù)測(cè)控制和無(wú)差拍電流預(yù)測(cè)控制在提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和穩(wěn)態(tài)精度方面的優(yōu)越性，其中無(wú)差拍電流預(yù)測(cè)控制的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度最快且穩(wěn)態(tài)精度最高。
　　最后，在小功率永磁同步電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，對(duì)傳統(tǒng)死區(qū)補(bǔ)償方法與本文提出的在線(xiàn)補(bǔ)償方法進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究，驗(yàn)證了本文提出的死區(qū)效應(yīng)在線(xiàn)補(bǔ)償方法可有效降低死區(qū)效應(yīng)引起的電機(jī)轉(zhuǎn)速波動(dòng)和定子電流畸變，提高電流正弦