基于矩陣變換器的永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng).pdf

1、永磁同步電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)防、工業(yè)、航空、艦船等領(lǐng)域獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。矢量控制技術(shù)的發(fā)展可以使永磁同步電機(jī)的調(diào)速性能接近直流電機(jī)的性能指標(biāo)，成為現(xiàn)代傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)選方案。交—交矩陣變換器可以實(shí)現(xiàn)輸入電流波形的正弦化，輸入功率因數(shù)可以調(diào)節(jié)，沒(méi)有大體積的直流電容環(huán)節(jié)，在交流傳動(dòng)系統(tǒng)中具有良好的應(yīng)用前景。采用矩陣變換器供電實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)的矢量控制是交流傳動(dòng)系統(tǒng)的一種優(yōu)化組合，已引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注。

2、 本文將交—交矩陣變換器與永磁同步電機(jī)矢量控制技術(shù)相結(jié)合，研究基于電流滯環(huán)控制策略和雙空間矢量調(diào)制策略的矩陣變換器—永磁同步電機(jī)（MC-PMSM）矢量控制系統(tǒng)。文章對(duì)基于兩種控制策略的MC-PMSM系統(tǒng)的矢量控制實(shí)現(xiàn)方法、輸入電流波形、系統(tǒng)的調(diào)速性能等進(jìn)行了一系列的理論分析與仿真研究；設(shè)計(jì)制作了以數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）和復(fù)雜可編程邏輯控制器（CPLD）為控制單元的數(shù)字化MC-PMSM矢量控制系統(tǒng)原理樣機(jī)，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析。

3、 詳細(xì)分析了基于電流滯環(huán)控制策略和雙空間矢量調(diào)制策略的MC-PMSM矢量控制系統(tǒng)中矩陣變換器的各種開(kāi)關(guān)狀態(tài)組合，為控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。 針對(duì)電流滯環(huán)控制策略，推導(dǎo)出MC-PMSM系統(tǒng)滯環(huán)電流寬度選取的經(jīng)驗(yàn)公式，采用計(jì)算與仿真分析相結(jié)合的方法選取合理的電流環(huán)寬，使系統(tǒng)具有良好的輸出電流波形和速度跟蹤性能。 分析了基于電流滯環(huán)控制的MC-PMSM系統(tǒng)的缺點(diǎn)：系統(tǒng)電源側(cè)電流存在較大的5次和7次諧波分量，提出了改進(jìn)的電流滯

4、環(huán)控制策略—輸出電流雙滯環(huán)控制，它將一個(gè)周期內(nèi)的三相輸入電壓分為12個(gè)相區(qū)，然后根據(jù)雙環(huán)電流控制信號(hào)選擇使用不同的輸入相，確定出矩陣變換器開(kāi)關(guān)管的通斷狀態(tài)。該方法使輸入相在整個(gè)周期內(nèi)均參與調(diào)制，降低了系統(tǒng)輸入電流諧波分量，提高了輸入電流的正弦度。 針對(duì)雙空間矢量調(diào)制策略，給出了MC-PMSM矢量控制系統(tǒng)中電壓矢量幅值、電壓矢量角等量的實(shí)時(shí)計(jì)算方法。詳細(xì)分析了基于該控制策略的電機(jī)共模電壓大小，提出了合理選用零矢量以降低電機(jī)共模電壓