永磁同步電機(jī)低速下無傳感器無磁鏈閉環(huán)DTC控制研究.pdf

1、直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)是繼空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)后興起的電機(jī)控制技術(shù)，該控制技術(shù)首先應(yīng)用于異步電機(jī)中，而后轉(zhuǎn)向了永磁同步電機(jī)。由于同步電機(jī)體積小，效率高的優(yōu)點(diǎn)，加上直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，以電機(jī)的轉(zhuǎn)矩作為控制目標(biāo)，響應(yīng)速度快，因此永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。但是由于其系統(tǒng)使用機(jī)械傳感器觀測電機(jī)位置和轉(zhuǎn)速信息，使用滯環(huán)比較器來得到逆變器的控制信號且采用六分區(qū)控制方式，電壓空間矢量數(shù)量有限，造成電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動明顯，特別是在電機(jī)低

2、速運(yùn)行的情況下。
　　針對永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制低速下的轉(zhuǎn)矩脈動問題，本文設(shè)計(jì)了一種無傳感器無磁鏈閉環(huán)的新型直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，旨在降低電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動的同時簡化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。本文的主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）針對機(jī)械傳感器在低速下對電機(jī)位置不敏感的問題，本文設(shè)計(jì)了一種適用于永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的擴(kuò)展卡爾曼濾波器取代傳統(tǒng)機(jī)械傳感器對電機(jī)位置轉(zhuǎn)速進(jìn)行觀測；
　　（2）為了提高系統(tǒng)對轉(zhuǎn)速的響應(yīng)速度，本文在系統(tǒng)速度外環(huán)使用模

3、糊PI控制器取代傳統(tǒng)增量式PI控制器對轉(zhuǎn)矩誤差進(jìn)行比例積分，由于模糊PI控制參數(shù)可變，動態(tài)性能優(yōu)于增量式PI控制器；
　?。?）針對逆變器生成的空間電壓矢量不足造成的電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩脈動問題，本文設(shè)計(jì)了一種十二分區(qū)空間矢量控制方式，在不增加系統(tǒng)硬件的前提下使空間矢量的數(shù)量提高一倍，大大增加了可選擇的空間矢量的數(shù)量；
　　（4）在不影響系統(tǒng)對轉(zhuǎn)矩性能要求的前提下，本文提出了一種十二分區(qū)無磁鏈閉環(huán)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)，此系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)

4、轉(zhuǎn)矩和磁鏈雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)來說得到了簡化，更加專注于電機(jī)對轉(zhuǎn)矩的控制，并且降低了磁鏈觀測精度對系統(tǒng)控制的影響，提高了系統(tǒng)的魯棒性；
　　（5）最后，為了進(jìn)一步的降低電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動問題，本文設(shè)計(jì)了一種電壓跟蹤濾波器，目的是為了使注入電機(jī)的相電壓趨于正弦，在空間上形成圓形旋轉(zhuǎn)磁場，帶動轉(zhuǎn)子永磁體平穩(wěn)運(yùn)行。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的擴(kuò)展卡爾曼濾波器可以很好的跟蹤電機(jī)的轉(zhuǎn)速和位置信息；采用的速度環(huán)模糊PI控制器大大提高了系統(tǒng)的速度響應(yīng)；