發(fā)布時間：2020-08-12 07:52

【摘要】：近年來,高效節(jié)能的永磁同步電機(PMSM)及其控制成為發(fā)展趨勢,提高永磁同步電機的控制性能具有重要的理論研究和應用價值。直接轉矩控制(DTC)作為一種高性能電機控制方法,成為學術研究熱點,得到了許多研究成果。本文針對面裝式永磁同步電機(SPMSM)直接轉矩控制系統(tǒng)中存在的轉矩和磁鏈脈動大、低速時性能較差等缺點,研究了一種基于空間電壓矢量脈寬調制技術(SVPWM)的永磁同步電機無差拍直接轉矩控制的控制策略。首先,綜述了PMSM的控制策略,闡述了直接轉矩控制的發(fā)展與研究現(xiàn)狀,介紹了PMSM的基本構成和工作原理,建立了不同坐標系下PMSM的數(shù)學模型。其次,概述了永磁同步電機直接轉矩控制的原理,搭建了仿真模型,并對仿真結果進行了詳細分析。為解決傳統(tǒng)DTC轉矩和磁鏈脈動大的缺點,引入SVPWM,相比于傳統(tǒng)直接轉矩控制方法,基于SVPWM的直接轉矩控制具有恒定的開關頻率,改善了轉矩和磁鏈脈動大的問題。針對電機低速運行時定子電阻變化對系統(tǒng)造成的影響,加入了定子電阻在線估計器以解決系統(tǒng)低速性能差的問題。然后,為了兼顧快速性和穩(wěn)定性,進一步減小轉矩和磁鏈脈動大的問題,加入無差拍控制,將無差拍預測控制與基于SVPWM的直接轉矩控制相結合,建立無差拍控制器,推導無差拍電壓控制率,構建了閉環(huán)磁鏈觀測器對磁鏈進行估計。為了消除由于計算的耗時和采樣周期導致的延遲,加入了電流預測觀測器,確保了無差拍直接轉矩和磁鏈控制的控制精度。在恒定開關頻率下實現(xiàn)轉矩和磁鏈的無差拍控制,保留了直接轉矩控制快速性的同時增強了系統(tǒng)運行的平穩(wěn)性,進一步減小了轉矩和磁鏈脈動。為了減小在低采樣頻率產生的較大轉矩脈動,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矩控制中,確保對轉矩的控制精度。最后,利用MATLAB/Simulink搭建系統(tǒng)仿真模型,對所提方法進行驗證。仿真結果表明,無差拍預測控制在抑制轉矩和磁鏈脈動上具有明顯的優(yōu)越性,驗證了此方法的正確性和可行性。
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM341;TP273

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本文編號：2790267