【摘要】：近年來,高效節(jié)能的永磁同步電機(jī)(PMSM)及其控制成為發(fā)展趨勢,提高永磁同步電機(jī)的控制性能具有重要的理論研究和應(yīng)用價(jià)值。直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)作為一種高性能電機(jī)控制方法,成為學(xué)術(shù)研究熱點(diǎn),得到了許多研究成果。本文針對(duì)面裝式永磁同步電機(jī)(SPMSM)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中存在的轉(zhuǎn)矩和磁鏈脈動(dòng)大、低速時(shí)性能較差等缺點(diǎn),研究了一種基于空間電壓矢量脈寬調(diào)制技術(shù)(SVPWM)的永磁同步電機(jī)無差拍直接轉(zhuǎn)矩控制的控制策略。首先,綜述了PMSM的控制策略,闡述了直接轉(zhuǎn)矩控制的發(fā)展與研究現(xiàn)狀,介紹了PMSM的基本構(gòu)成和工作原理,建立了不同坐標(biāo)系下PMSM的數(shù)學(xué)模型。其次,概述了永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的原理,搭建了仿真模型,并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)分析。為解決傳統(tǒng)DTC轉(zhuǎn)矩和磁鏈脈動(dòng)大的缺點(diǎn),引入SVPWM,相比于傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制方法,基于SVPWM的直接轉(zhuǎn)矩控制具有恒定的開關(guān)頻率,改善了轉(zhuǎn)矩和磁鏈脈動(dòng)大的問題。針對(duì)電機(jī)低速運(yùn)行時(shí)定子電阻變化對(duì)系統(tǒng)造成的影響,加入了定子電阻在線估計(jì)器以解決系統(tǒng)低速性能差的問題。然后,為了兼顧快速性和穩(wěn)定性,進(jìn)一步減小轉(zhuǎn)矩和磁鏈脈動(dòng)大的問題,加入無差拍控制,將無差拍預(yù)測控制與基于SVPWM的直接轉(zhuǎn)矩控制相結(jié)合,建立無差拍控制器,推導(dǎo)無差拍電壓控制率,構(gòu)建了閉環(huán)磁鏈觀測器對(duì)磁鏈進(jìn)行估計(jì)。為了消除由于計(jì)算的耗時(shí)和采樣周期導(dǎo)致的延遲,加入了電流預(yù)測觀測器,確保了無差拍直接轉(zhuǎn)矩和磁鏈控制的控制精度。在恒定開關(guān)頻率下實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩和磁鏈的無差拍控制,保留了直接轉(zhuǎn)矩控制快速性的同時(shí)增強(qiáng)了系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性,進(jìn)一步減小了轉(zhuǎn)矩和磁鏈脈動(dòng)。為了減小在低采樣頻率產(chǎn)生的較大轉(zhuǎn)矩脈動(dòng),采用更精確的電流和磁鏈觀測器模型,適用于不同采樣頻率的無差拍直接轉(zhuǎn)矩控制中,確保對(duì)轉(zhuǎn)矩的控制精度。最后,利用MATLAB/Simulink搭建系統(tǒng)仿真模型,對(duì)所提方法進(jìn)行驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明,無差拍預(yù)測控制在抑制轉(zhuǎn)矩和磁鏈脈動(dòng)上具有明顯的優(yōu)越性,驗(yàn)證了此方法的正確性和可行性。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM341;TP273

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