交流永磁電機轉(zhuǎn)矩沖量平衡控制方法研究.pdf

1、在電機調(diào)速系統(tǒng)中，矢量控制能夠獲得良好的穩(wěn)態(tài)控制性能。直接轉(zhuǎn)矩控制在此基礎上實現(xiàn)了電機轉(zhuǎn)矩的快速調(diào)節(jié)，加快了電機控制的動態(tài)調(diào)節(jié)性能。然而，傳統(tǒng)的矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制的速度環(huán)上采用PI調(diào)節(jié)的方式，而PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)不能匹配各種條件下的動態(tài)過程，會對電機動態(tài)性能產(chǎn)生很大的影響。因此，本文將著重研究電機動態(tài)過程的控制方法，以改善傳統(tǒng)控制的動態(tài)控制性能。
　　本文首先介紹了永磁同步電機的數(shù)學模型，在此基礎上建立了永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制

2、數(shù)學模型；介紹了電容電荷平衡控制方法，將機械系統(tǒng)和電系統(tǒng)進行了機電類比，建立了兩者之間的聯(lián)系，為新的控制理論提供了理論依據(jù)。其次，在直接轉(zhuǎn)矩控制和電容電荷平衡控制方法的基礎上提出了轉(zhuǎn)矩沖量平衡控制方法。該方法利用轉(zhuǎn)矩沖量平衡控制原理以及最優(yōu)矢量組合的思想精確地計算出電機在負載突加動態(tài)過程中所需要施加的前進矢量和零矢量的時間以及切換的時刻，實現(xiàn)了動態(tài)過程的快速調(diào)節(jié)；為了仿真和實驗的數(shù)字控制實現(xiàn)，結(jié)合電機數(shù)學模型，簡化了控制算法，得到了轉(zhuǎn)矩

3、沖量平衡表達式。最后，為了驗證理論的正確性，在一臺6/19多齒容錯永磁磁通切換實現(xiàn)直接轉(zhuǎn)矩控制和轉(zhuǎn)矩沖量平衡控制方法。介紹了永磁磁通切換電機的數(shù)學模型及工作原理，通過有限元仿真驗證了其數(shù)學模型和永磁同步電機的一致性；在此基礎上，搭建了永磁磁通切換電機直接轉(zhuǎn)矩控制模型和永磁磁通切換電機轉(zhuǎn)矩沖量平衡控制MTLAB模型和實驗平臺。仿真和實驗結(jié)果表明不同的PI參數(shù)會影響直接轉(zhuǎn)矩控制的動態(tài)控制性能，轉(zhuǎn)矩沖量平衡控制方法能夠最快速地實現(xiàn)轉(zhuǎn)速動態(tài)響應