永磁同步电机直接转矩控制策略的研究与实现

《永磁同步电机直接转矩控制策略的研究与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、浙江工业大学硕士学位论文永磁同步电机直接转矩控制策略的研究与实现摘要永磁交流伺服系统以其高定位精度，宽调速范围，低速稳定运行，响应速度快，过载能力强，可靠性高等优点，已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向。直接转矩控制技术(DTC)作为一种新型的交流电机控制技术，以其控制简单、鲁棒性强、动态性能好等优点得到了越来越广泛的研究。将这两种技术相结合已经成为交流伺服系统的发展热点，本文正是以正弦波驱动的三相交流永磁同步电机(PMSM)为研究对象，对永磁同步电机的直接转矩控制策略进行了研究。论文在分析永磁同步电机

2、结构及特点基础上，给出了永磁同步电机在不同坐标系下的数学模型与直接转矩控制技术的理论基础，运用空间电压矢量技术，提出一种基于恒定开关频率的永磁同步电机直接转矩控制方法，并进行了仿真研究；设计了基于1MS320LF2407A的永磁同步电动机直接转矩控制的实验平台，实现了伺服控制系统的软硬件，实验验证了文中提出的部分控制方法，主要工作包括：(1)分析了永磁同步电机结构及特点，给出了永磁同步电机在不同坐标系下的数学模型与直接转矩控制技术的理论基础，为进一步分析永磁同步电机直接转矩控制打下基础。(2)提出了一种基

3、于恒定开关频率的永磁同步电机直接转矩控制方法，并进行了仿真研究。仿真结果表明，开关频率越高，定子磁链越接浙江工业大学硕士学位论文近圆形，电磁转矩在稳定时刻的波动越小，电机转速的波动也越小，而且系统响应越快。由于定子磁链是通过直接积分电机端部输入电压与定子电阻压降之差计算得到的，电机端部的输入电压又是通过电机直流母线电压和逆变器的开关状态综合得到的，所以，输入电压的准确计算、直流漂移量的补偿以及定子电阻变化的补偿都是影响积分计算准确性的重要因素，这些误差会导致定子磁链轨迹的偏移，进而降低系统转矩控制的性能，

4、低速时尤为明显。为此，对基于恒定开关频率永磁同步电机直接转矩控制系统做了改进，引入了PI定子电阻估计器和非线性正交反馈补偿磁链观测器。仿真结果表明，在低速运行时，引入PI定子电阻估计器和非线性正交反馈补偿磁链观测器的直接转矩控制系统的磁链波形仍然能够保持良好的正弦度，转矩脉动更低。(3)设计并实现了永磁同步电机直接转矩控制的实验平台。实验平台的硬件部分主要包括主电路、检测电路、保护电路和控制电路等。软件部分主要由主程序和定时器下溢中断程序以及SCI中断程序组成。定时器下溢中断程序主要完成SVPWM、定子磁

5、链计算、转速估计、转矩计算及ⅣD转换等功能；SCI中断程序完成与上位机的通信功能。通过实验验证了本文给出的控制方法的合理性与有效性。(4)最后对本文的工作进行了总结，并对今后的研究工作作出了分析与展望。关键词：直接转矩控制，恒定开关频率PWM，定子电阻估计，磁链观测器，永磁同步电机Ⅱ浙江工业大学硕士学位论文RESEARCHANDAPPLICATIONOFDIRECTTORQUECONTROLSTRATEGYFORPERMANENTⅣ队GNETSYNCHRONOUSM_oTORDIuⅦSABSTRACTPe

6、rmanentmagnetACservosystemhasbeenthedevelopmenttrendswithhi曲locationaccuracy,runningstabilityinlow-speed，fastresponsetime，highoverloadabilityandhi曲reliability．DirectTorqueControl(DTC)isanadvancedACdrivescontrolprinciplewhereinverterswitchingdirectlycontro

7、lsthemotorvariables：fluxandtorque．DTCtechnologyhasbeenwidelyresearchedforthecharacteristicsofbriefness，robuSt，excellentdynamicresponse．ThestrategyofDTCforPMSMwasresearchedandimplementedinthispaper．TheorganizationandcharacteristicofPMSMwasintroduced，andthe

8、mathematicsmodelsinvariouscoordinateweresetup．ThenamethodoftheDTCforPMSMwithconstantswitchingfrequencywaspresentedinthispaper．Thewholeworkofthepapercontains：(1)Themathematicsmodelsinvariouscoordinateweresetupbythean