發(fā)布時間：2020-11-13 05:02

　　 永磁同步電動機具有高效率、高功率因數(shù)、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點,在工業(yè)電動機調(diào)速領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)控制策略簡單、動態(tài)響應(yīng)快,結(jié)合永磁同步電動機的優(yōu)勢,發(fā)展起來的永磁同步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)在各個高性能電動機控制場合已逐漸得到應(yīng)用。本文以正弦波永磁同步電動機為被控對象,并對其直接轉(zhuǎn)矩控制策略進行研究。本文首先介紹了永磁同步電動機的基本特點,并系統(tǒng)介紹了永磁同步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理。傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)存在著輸出轉(zhuǎn)矩脈動大,功率變換器開關(guān)頻率不穩(wěn)以及空間電壓矢量利用率低等問題。針對傳統(tǒng)DTC系統(tǒng)不足,采用了SVPWM手段進行改進,并詳細介紹了SVM-DTC控制策略基本原理。在SVM-DTC系統(tǒng)中重點研究了非恒值磁鏈幅值給定的條件下的傳統(tǒng)定子磁鏈觀測器不足,并提出改進方法,提高了磁鏈觀測的精度。其次,本文給出了永磁同步電動機SVM-DTC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖,在Matlab/Simulink中建立整個系統(tǒng)的仿真模型進行仿真。仿真結(jié)果表明新型磁鏈觀測器在非恒值條件下的磁鏈觀測準(zhǔn)確,并能大大減小傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制策略所帶來的轉(zhuǎn)矩脈動。通過仿真驗證了永磁同步電動機SVM-DTC系統(tǒng)在非恒值磁鏈幅值給定的條件下正常運行的可行性。為實現(xiàn)永磁同步電動機SVM-DTC控制策略,搭建了基于TMS320F28335的電機控制平臺。以IPM智能功率模塊為主要開關(guān)器件,設(shè)計了驅(qū)動硬件電路以及電流和轉(zhuǎn)速采集硬件電路。最后進行硬件電路調(diào)試,實驗結(jié)果表明本文采用的SVM-DTC方法輸出性能好,驗證了SVM-DTC方案的可行性,為實際工程應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM341
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 永磁同步電動機控制策略
        1.2.1 直接轉(zhuǎn)矩控制與矢量控制的關(guān)系與比較
        1.2.2 直接轉(zhuǎn)矩控制研究的主要問題
    1.3 國內(nèi)外直接轉(zhuǎn)矩控制研究現(xiàn)狀
    1.4 研究的主要問題和論文結(jié)構(gòu)
2 永磁同步電動機數(shù)學(xué)模型
    2.1 永磁同步電動機的基本結(jié)構(gòu)
    2.2 永磁同步電動機數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 定子電壓方程和磁鏈方程
        2.2.2 運動方程
    2.3 坐標(biāo)變換
        2.3.1 Clarke變換
        2.3.2 αβ兩相靜止坐標(biāo)系與xy兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的變換
        2.3.3 dq兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系和xy兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系之間的變換
    2.4 本章小結(jié)
3 永磁同步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制理論
    3.1 傳統(tǒng)DTC控制理論
    3.2 SVM-DTC控制理論
        3.2.1 空間電壓矢量脈寬調(diào)制（SVM）原理
        3.2.2 SVM-DTC控制原理
        3.2.3 兩種控制理論的對比分析
    3.3 永磁同步電動機SVM-DTC系統(tǒng)仿真研究
        3.3.1 系統(tǒng)仿真模型搭建
        3.3.2 穩(wěn)態(tài)性能分析
        3.3.3 動態(tài)性能分析
    3.4 非恒值磁鏈幅值給定SVM-DTC控制系統(tǒng)
        3.4.1 非恒值磁鏈幅值給定系統(tǒng)理論
        3.4.2 系統(tǒng)仿真性能對比
    3.5 本章小結(jié)
4 定子磁鏈觀測器改進方案
    4.1 傳統(tǒng)純積分觀測器
    4.2 反饋型積分觀測器
        4.2.1 常用三種積分觀測器結(jié)構(gòu)
        4.2.2 三種積分觀測器優(yōu)缺點
    4.3 新型定子磁鏈積分觀測器
        4.3.1 新型積分觀測器結(jié)構(gòu)
        4.3.2 系統(tǒng)仿真結(jié)果對比
    4.4 本章小結(jié)
5 永磁同步電動機控制系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試
    5.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計
        5.1.1 主回路
        5.1.2 驅(qū)動功率模塊
        5.1.3 轉(zhuǎn)速采集電路
        5.1.4 電流采集電路
    5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計
        5.2.1 主程序流程圖
        5.2.2 中斷服務(wù)程序
    5.3 實驗調(diào)試結(jié)果及分析
        5.3.1 實物硬件平臺
        5.3.2 信號驅(qū)動電路
        5.3.3 速度采集電路
        5.3.4 定子磁鏈實驗結(jié)果
        5.3.5 電機轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩比較實驗結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝

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本文編號：2881765