基于直接转矩控制的永磁同步电机毕业论文

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1、基于直接转矩控制的永磁同步电机调速原理、系统和应用（江苏大学电气信息工程学院，镇江）[摘要]本文重点研究了把直接转矩控制应用在永磁同步电机上的控制效果。为了更好地分析永磁同步电机直接转矩控制，本文介绍了直接转矩控制的原理和它的优缺点，还有永磁同步电机的分类、结构及其在不同坐标系下的数学模型。然后借助MATLAB中的Simulink功能，搭建永磁同步电机直接转矩控制系统的模型，对仿真结果进行分析归纳，最后得出结论。关键词:直接转矩控制；永磁同步电机；仿真TheSpeedControlPrincipleandSystemofPermanentMagnet

2、SynchronousMotorBasedonDirectTorqueControlSchoolofElectricalandInformationEngineering,JiangsuUniversity,Zhenjiang[Abstract]Inthispaper,wefocusedontheeffectoftheapplicationofDTCtoPMSM.InordertoanalyzePMSMDTCbetter,thispaperprecentedboththeadvantageandthedisavantageofDTC.What’smo

3、re,italsoshownPMSM’sclassification,structure,mathematicalmodelsindifferentcoordinatesystem.ThenIbuiltmodelofPMSMDTCandsmulatedinthesimulinkenvironment.IntheendIdrewaconclusionbytheresultofsimulation.Keyword:PMSM,DTC,Simulation前言20世纪80年代开始，以绝缘栅极双极型晶体管IGBT为代表的复合型器件得到了迅猛的发展。绝缘栅双极型

4、晶体管IGBT是由BJT和MOSFET复合而成的。它很好地融合了两者的优点，如耐压高，载流量大，开关频率高等。所以，它已经成为了当今比较主流的电力电子器件。在电力电子器件发展的同时,与之相应的PWM控制技术也得到飞速的发展。各国学者不仅对传统的PWM进行革新，不断地提出一些全新的控制策略。随着技术的不断进步，人们对传统的PWM控制方法进行改进，提出了SVPWM(SpaceVectorPulseWidthModulation)即空间矢量的脉冲宽度调节。SVPWM是以三相对称正弦波电压供电时定子所产生的三相对称的理想磁场圆为参考标准，适当地转换三相逆变器

5、各种开关模式，得到PWM的波形，从而形成实际的磁链向量去追踪准确的磁场圆。1永磁同步电机的数学模型由于实际的永磁同步电机在制造或者设计上存在结构不对称，从而造成参数的不对称。磁路相互之间的耦合也大大增加了分析永磁同步电机的数学模型的难度。另一方面，由于永磁同步电机是一个旋转设备，涉及到动态的分析，若在自然参考系下，永磁同步电机的状态方程组就是一个变系数的微分方程组，系数与定子和转子的相对位置有关。这就给这个方程组的求解带来了很大的不便。为了方便计算求解，必须先假设一台理想的永磁同步电机，然后选取合适的参考系，把电机的状态方程组转换到相应的参考系中求解

6、。在假设了理想的永磁同步电机的基础上，下面将要讨论在不同坐标下永磁同步电机的数学模型。1.1定子三相坐标（a-b-c）中永磁同步电机模型忽略了内部电容后，三相永磁同步电机在a-b-c坐标下的电压和磁链方程可以写成如下形式：(1-1)(1-2)上式中的为定子电压，为定子电流，为定子电阻，为定子磁链，为定子电感，为转子磁链。永磁同步电机在a-b-c坐标下的电压方程的矩阵形式如下：(1-3)、、为定子的a、b、c各相电压，p为微分算子，、、为定子abc三相的磁链，、、为定子a、b、c各相电流。永磁同步电机在a-b-c坐标下的磁链方程的矩阵形式如下：(1-4

7、)、、分变为三相各自的自感系数，和为a、b相之间互感系数，和为a、c相之间的互感系数，和为b、c相之间的互感系数，为转子磁链，转子位置较角。在定子三相静止坐标下，永磁同步电机的状态方程组是变系数的微分方程组，且与转子的位置角有关。分析和求解时比较困难，不利于应用。所以人们就开始想办法将变系数的方程组转换成常系数的方程组。α-β坐标系中永磁同步电机的数学模型：如图1-1所示，在磁场等效原则下，用两相匝数相同，结构相同，相互正交的绕组去代替定子a、b、c三相对称绕组，这就是Clark变换。经过变换后新的两相绕组的两个分电流产生的合成磁动势与原来三相绕组三

8、个分电流所产生的合成磁动势大小相等。我们规定两相绕组的合成磁动势和三相绕组的合成磁动势转向相同，且α轴与a轴