永磁同步電動(dòng)機(jī)由于具備體積較小,工作效率高等優(yōu)勢(shì)而廣為應(yīng)用,直接轉(zhuǎn)矩控制是電機(jī)使用的主要控制方式,傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制一般使用開(kāi)關(guān)表和滯環(huán)比較器來(lái)實(shí)現(xiàn),然而滯環(huán)比較器不能完成轉(zhuǎn)矩大小的區(qū)分,因此轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大的問(wèn)題一直存在于這種控制方式,本文針對(duì)面裝式永磁同步電機(jī),著重探究滯環(huán)比較方法產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大的原因,最終實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的降低。首先對(duì)直接轉(zhuǎn)矩控制形式的研究現(xiàn)狀進(jìn)行闡述,并在此基礎(chǔ)上對(duì)目前的研究發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行討論,并建立了永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,探究了滯環(huán)比較方法,建立了simulink仿真結(jié)構(gòu)圖,得出仿真結(jié)果,分析產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的原因,原因主要是因?yàn)闇h(huán)比較器不能區(qū)分轉(zhuǎn)矩偏差的大小。根據(jù)永磁同步電機(jī)的非線性特征和數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn),在分析了產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)原因的基礎(chǔ)上,本文設(shè)計(jì)了一種輸入-輸出反饋線性化方法,該方法是以微分幾何為基礎(chǔ)理論,對(duì)電機(jī)的非線性耦合部分進(jìn)行線性化處理,在利用極點(diǎn)配置理論,設(shè)計(jì)線性控制器,文中分析了反饋線性化的理論,推導(dǎo)了輸入-輸出關(guān)系式,建立了simulink模型,進(jìn)行了仿真,仿真結(jié)果表明與滯環(huán)比較相比,反饋線性化方法可以明顯的降低電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。在電機(jī)參數(shù)發(fā)生變化時(shí),滑�？�... 

【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

相靜止變2相靜止空間位置關(guān)系圖

第2章傳統(tǒng)永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制11最終求得Clark變換為：iDiQ=231-12-120√32-√32iAiBiC（2.17）2.1.3Park變換及推導(dǎo)根據(jù)圖2.2空間幾何關(guān)系不難得出：圖2.22相靜止變2相旋轉(zhuǎn)空間位置關(guān)系圖Fig.2.22Phasestatictransformation2phaserotationspatialpositionchartid=iDcosφ+iQsinφ（2.18）iq=-iDsinφ+iQcosφ（2.19）不難得出轉(zhuǎn)換矩陣：idiq=cosφsinφ-sinφcosφiDiQ（2.20）Park逆變換：iDiQ=cosφ-sinφsinφcosφidiq（2.21）2.1.4永磁電機(jī)各參數(shù)數(shù)學(xué)方程定子電壓矢量方程：us=Rsis+dφsdt（2.22）定子磁鏈?zhǔn)噶糠匠蹋害誷=Lsis+φf(shuō)（2.23）其中，為三相繞組的磁鏈，、R、分別為三相繞組的相電壓，電阻和電流；為三相繞組的電感，為轉(zhuǎn)子永磁體產(chǎn)生的磁常機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程：Jdωmdt=Te-TL-Bωm（2.24）式中：為電機(jī)的機(jī)械角速度；J為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；B為阻尼系數(shù)；為負(fù)載轉(zhuǎn)矩。為了方便后期控制器的設(shè)計(jì)，很多情況下選擇同步選擇坐標(biāo)系d-q的數(shù)學(xué)模型，

第2章傳統(tǒng)永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制13的運(yùn)動(dòng)軌跡能夠維持圓形是磁鏈運(yùn)動(dòng)軌跡長(zhǎng)時(shí)間不會(huì)發(fā)生變化的前提，根據(jù)圖2.3可以知道，設(shè)定為常值的情況下，將與的幅值之間存在的差值會(huì)在滯環(huán)上下寬帶內(nèi)波動(dòng)。定子開(kāi)關(guān)電壓矢量向前向后各拓展30°，最終形成60°的扇形，從而將空間復(fù)平面分為六個(gè)獨(dú)立的區(qū)域，使用數(shù)字對(duì)其標(biāo)記，為1-6，與電壓控制矢量的序號(hào)相同，例如扇區(qū)1就是電壓矢量所在的空間，之所以將坐標(biāo)平面分成6個(gè)區(qū)間是因?yàn)�，這樣能便于對(duì)電壓開(kāi)關(guān)矢量進(jìn)行合理的選擇。圖2.3電壓矢量圖Fig.2.3Voltagevectorchart圖2.3給出了定子磁鏈φs和轉(zhuǎn)矩Te的偏差范圍，如圖2.3所示當(dāng)磁鏈運(yùn)動(dòng)至G1點(diǎn)時(shí)，磁鏈處于扇區(qū)1，此時(shí)選擇矢量和是不合適的，其原因是距離G1過(guò)近，對(duì)磁鏈的控制作用過(guò)于微弱，而相對(duì)于G1的距離又過(guò)于遠(yuǎn)，對(duì)于磁鏈的控制作用過(guò)于強(qiáng)烈，余下可供選擇的電壓矢量有、、、，運(yùn)動(dòng)軌跡上，前四個(gè)開(kāi)關(guān)電壓矢量分別能夠在其切向和軸向兩個(gè)方向產(chǎn)生投影，磁鏈和轉(zhuǎn)矩受到開(kāi)關(guān)電壓矢量的影響可以通過(guò)這些投影分析判斷。以G1點(diǎn)為例可以發(fā)現(xiàn)，、、、，可以分別表示出他們產(chǎn)生的作用，下標(biāo)表示“+”號(hào)表示增加，符號(hào)“-”表示減少。最終根據(jù)磁鏈和轉(zhuǎn)矩滯環(huán)比較器輸出信號(hào)，對(duì)最佳空間電壓矢量進(jìn)行計(jì)算與選擇，當(dāng)磁鏈出現(xiàn)負(fù)偏差時(shí)（給定值小于檢測(cè)值），此時(shí)需要減小磁鏈，磁鏈滯環(huán)比較器輸出-1，此時(shí)和，磁鏈均呈現(xiàn)出減小趨勢(shì)，轉(zhuǎn)矩滯環(huán)比較器輸出1，說(shuō)明此時(shí)需要增加轉(zhuǎn)矩，故選擇，反之，選擇矢量。表2.1電壓矢量選擇表Tab.2.1Voltagevectorselectiontableφt12345611-1-11-1

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3107617