永磁同步電機傳動系統(tǒng)的先進控制策略及應(yīng)用研究.pdf

1、永磁同步電機（PMSM，Permanent Magnet Synchronous Motor）由于各項性能優(yōu)越，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、科研、日常生活中的各個場合，因此研究高性能的永磁同步電機傳動系統(tǒng)的先進控制策略具有重要的理論意義和實用價值。國內(nèi)外有關(guān)永磁同步電機控制領(lǐng)域的研究層出不窮，而主流的永磁同步電機控制策略主要包括矢量控制（VC，Vector control）和直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC，Direct torque control）這兩種。

2、截至目前為止，矢量控制的相關(guān)研究，包括基礎(chǔ)理論、控制方法等都已比較成熟；而直接轉(zhuǎn)矩控制雖然已都已成功應(yīng)用于異步電機和永磁同步電機中，但其基礎(chǔ)理論還遠不如矢量控制那般完善；另外，滑模變結(jié)構(gòu)控制（VSS， Variable structure sliding mode）在電機控制領(lǐng)域的應(yīng)用也日趨廣泛。綜合這些因素，本文的主要研究內(nèi)容如下：
　　本文首先針對PMSM的各種控制方法，對其控制基本原理和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀予以概述；接下來主要對P

3、MSM在各種坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型進行分析，以此為基礎(chǔ)，詳細分析了應(yīng)用于不同場合的PMSM的控制方法，包括零直軸電流控制、單位功率因數(shù)控制、最大轉(zhuǎn)矩電流比控制，這三種控制方法均適用于矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制。
　　由于傳統(tǒng)DTC中存在諸如轉(zhuǎn)矩脈動大、開關(guān)頻率不恒定等固有缺陷，因而本文對傳統(tǒng)DTC方案進行改進，研究了一種基于空間矢量調(diào)制的非恒定定子磁鏈幅值給定的PMSM DTC方案，這種方案可以減小無功損耗，提高電機運行效率。對傳統(tǒng)DTC

4、和改進的DTC進行仿真對比分析，仿真結(jié)果驗證了改進型DTC的有效性。
　　為了拓寬PMSM的高速運行范圍，對弱磁控制進行了分析，并根據(jù)轉(zhuǎn)速的大小將其分為三個階段，即最大轉(zhuǎn)矩電流比（MTPA）控制、恒功率轉(zhuǎn)速比（CPSR）控制、最大轉(zhuǎn)矩電壓比（MTPV）控制，詳細給出了每種曲線的的繪制方法。
　　由于DTC對電機定子電阻依然有依賴，這樣會影響電機低速運行時對定子磁鏈估算的準(zhǔn)確性。因此本文研究了一種基于積分滑?？刂频腜MSM D