永磁同步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制研究.pdf

1、永磁同步電動機主要應用于調(diào)速驅(qū)動及伺服控制中。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，使得永磁同步電動機越來越引起人們的重視。作為一種新型的交流電動機控制技術，直接轉(zhuǎn)矩控制具有控制方式簡單、轉(zhuǎn)矩響應快、便于實現(xiàn)數(shù)字化控制等優(yōu)點，在交流傳動中正得到越來越多的應用。因兩者優(yōu)秀的特性，將這兩種技術相結(jié)合已成為現(xiàn)代交流傳動領域發(fā)展的熱點。
　　本文以永磁同步電動機為研究對象，在直接轉(zhuǎn)矩控制相關理論基礎上對常規(guī)永磁同步電動

2、機直接轉(zhuǎn)矩控制進行仿真研究，從而驗證了該系統(tǒng)具有的良好控制效果及其滯環(huán)參數(shù)對系統(tǒng)的影響。常規(guī)永磁同步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)主要存在著兩個缺陷，一是磁鏈與電磁轉(zhuǎn)矩脈動較大;二是逆變器開關頻率不恒定。為了對常規(guī)永磁同步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中存在的不足進行改善，本文分別將空間矢量調(diào)制與模糊邏輯應用于常規(guī)永磁同步電動機直接轉(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機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)較好的對磁鏈與電磁轉(zhuǎn)矩脈動進行了抑制，但相對

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)制的永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)不僅使磁鏈與電磁轉(zhuǎn)矩脈動得到改善，同時還克服了常規(guī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中開關頻率不固定的缺點;在電磁轉(zhuǎn)矩響應速度上，得到常規(guī)永磁同步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)響應最快，基于模糊邏輯的永磁同步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)次之，基于空間矢量調(diào)制的永磁同步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)最慢的結(jié)論。
　　轉(zhuǎn)速與定子磁鏈估計的精度直接影響著永磁同步電動機的控制性能，常規(guī)永磁同步電動

4、機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速的估計主要通過機械式傳感器測量獲得，這不僅增加了系統(tǒng)成本，而且還限制了其在惡劣環(huán)境中的應用。將無傳感器技術應用于永磁同步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)速度與定子磁鏈的在線實時估計，從而將較好地解決機械式傳感器及定子磁鏈估計不準確帶來的問題。本文在此背景下建立了一個高性能的無傳感器的永磁同步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過擴展卡爾曼濾波器而實現(xiàn)對永磁同步電動機的定子磁鏈、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子位置角的在線實時觀測。為了解決永