基于DSP对永磁同步电机直接转矩控制技术的研究.pdf

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1、基于DSP对永磁同步电机直接转矩控制技术的研究朱丽霞(常州轻工职业技术学院，江苏常州213164)TheResearchonDirectTorqueControlTechnologyofInductionMotorBasedonDSPZHULi—xia(ChangzhouInstituteofLightIndustryTechnology，Changzhou213l64．China)摘要：首先讨论了永磁同步电机的结构、3个坐1永磁同步电机直接转矩控制理论标系下的数学模型及其变换方法，实现交流电机多变量及其相互作用的解耦，将交流电机

2、化简并等效关于永磁同步电机的磁链、电流以及电压的矢成直流电机来进行分析。然后基于TMS320F2812，量关系，如图1所示。在定子转子的参考坐标系中，对永磁同步电机直接转矩控制系统的软硬件平台进d轴的正方向是以转子磁链的轴为正方向，是d行了设计，最后对控制效果进行了实验验证。轴和A相绕组夹角。X轴的正方向是定子磁链的关键词：永磁同步电机；直接转矩控制；DSP方向。为了便于建立模型，作如下假设：转矩角为d中图分类号：TP273轴和x轴的夹角，当转矩角为正值时，d轴落后于文献标识码：Ax轴。在定子电阻忽略不计条件下，转矩角即是功文章编

3、号：1O01—2257(2010)l2004204角。在电机稳态运行的情况下，定、转子磁链同步速Abstract：Discussedthestructureofpermanent进行旋转]。故而，当负载恒定的情况下，转矩角为magnetsynchronousmotor，thethreecoordinates恒定值。在电机瞬态运行情况下，转矩角随着定、转ofthemathematicalmodelanditstransformation子旋转速度改变而变化。methodtorealizemulti—variableACmotorsa

4、ndtheirinteractiondeeoupling。willsimplifyandane—quivalentACmotorintoaDCmotortoanalyze．TMS32OF2812basedonpermanentmagnetsynchronousmotordirecttorquecontrolsystemdesignsoftwareandhardwareplatform．Keywords：permanentmagnetsynchronousmachine；directtorquecontrol；DSP图1转千定子坐标

5、系在转子d—q坐标系内，为了便于建立磁链、电0引言压和转矩的模型，作以下假设：电机是线性的，而且参数不随外界温度的变化而变化，磁滞、涡流损耗等近年来，国内外学者开始将直接转矩控制技忽略不计，转子无阻尼绕组等。术用于永磁同步电机上，但是存在着一些问题，如磁链为：磁链观测误差大以及转矩脉动大等。所以，基于Id—Ldid+

6、DSP永磁同步电机的直接转矩控制研究有着十分一Li(1)重要的现实意义。【=~／+收稿日期：201009O1电压为：·42·《机械与电子》2O10(12)IUd：Rsid+P。-LOq联立式(9)～式(11)可求得电

7、机转矩的关系式：0^U。一Ri十p+d(2)T=l{[2Lsin3一}l(L一L)‘士L,dL,q【U一~／u十u：sin28](12)转矩为：电机的转矩由2部分组成，一部分是电机交轴T一詈(奶一，)(3)电枢反应产生的电磁转矩，另一部分是电机凸极结在以上的各式中，，，L，，【，，Uj，i，id构而产生的磁阻转矩。根据式(12)可以看出，分别为定子绕组映射到d—P轴上的磁链、电感、电PMSM输出转矩与转子磁链幅值及定子磁链幅值、压以及电流；，R，U分别为定子端磁链、绕组电转子磁链的夹角正弦值成正比j。阻和电压；为转子磁钢在定子一侧

8、的耦合磁链；永磁同步电机直接转矩控制理论的指导思想∞，，T，P分别是电机极角频率、电磁磁矩和对数口]。是：保持定子磁链幅值饱和，便于利用电动机铁心；由定子转子坐标系可得到转矩公式为：永磁同步电机转子的磁链幅值为恒定值，通常是改变定子和转子磁链的夹角大小，来改变电动机转矩=tanc㈩的大小。通过极坐标变换(4)，可将d—q坐标系内的量PMSM直接转矩控制理论基础是：在保持定子替换到X—y坐标上。的磁链幅值不变条件下，通过控制定子和转子磁链[LF，，]一[L——sin8cosS]J[LFq]J㈤之间夹角达到控制电机转矩的目的。快速改变

9、转矩角获得快速的转矩响应l5]。经式(5)变换后，且定子磁链在X轴上定向，一O，定子磁链在x—y坐标下的表达式为：2硬件系统设计[]一永磁同步电机直接转矩控制的硬件平台如图2所示，主要包括：永磁同步电机；上位机；以广LdCOS。8+Lqsin。(L