面貼式永磁同步電機直接轉矩控制策略研究.pdf

1、面貼式永磁同步電機具有高功率密度、高效率、高可靠性和高性能的特點，因而在工業(yè)上得到廣泛應用。隨著對執(zhí)行機構反應速度要求的提高，直接轉矩控制策略(DTC)由于其轉矩響應快、動態(tài)性能好的特點被應用于面貼式永磁同步電機控制當中。然而，目前在轉矩脈動、低速性能、初始位置檢測和反電動勢為非正弦波的永磁同步電機控制等方面還存在一些問題。針對這些問題，本文在基本直接轉矩控制理論的基礎上，依次尋求解決方法，完善和發(fā)展面貼式永磁同步電機直接轉矩控制策略。

2、 本文首先研究了面貼式永磁同步電機基本DTC控制策略，實驗和仿真驗證了基本：DTC具有良好的動態(tài)性能但轉矩脈動較大，深入分析表明造成轉矩脈動的本質是電壓矢量少和定子電感小。為減小轉矩脈動，本文提出一種基于新磁鏈誤差矢量算法的空間電壓矢量調制直接轉矩控制策略(FEVE-DTC-SVM)。仿真和實驗結果表明該方法保持了基本。DTC優(yōu)良的動態(tài)性能，同時又減小了轉矩脈動。 當電機運行于較低轉速時，定子繞組上的壓降和功率開關管的導

3、通壓降變得不能忽略。為提高定子磁鏈觀測精度，本文從功率管電壓補償和定子電阻自估計兩個方面來改良常規(guī)磁鏈觀測器。在功率管電壓補償中，將在磁鏈計算中計及補償量和在輸出參考電壓矢量中直接補償兩種方法進行對比，得出直接補償的效果更好。將DTC中容易得到的電磁轉矩和定子電流變量作為輸入，用一個PI控制器進行電阻在線估計，實現了電阻突變和緩慢線性變化情況下的跟蹤。不同于常用電壓積分模型，本文提出了一種新型基于轉子位置和定子電流的定子磁鏈觀測器，該方

4、法可以進一步改善DTC的低速性能，從而得到更寬的調速范圍。 直接轉矩控制的永磁同步電機啟動需要轉子初始位置信息。在轉子靜止情況下，檢測永磁同步電機轉子初始位置有兩種常用方法，高頻載波注入和磁介質飽和方法。本文在分析永磁同步電機初始位置檢測的常用方法基礎上，提出了一種利用定子磁飽和效應與神經網絡相結合的位置檢測方法，可以得到誤差小于20°的位置信息，在該精度下可以平穩(wěn)地滿載啟動電機。 最后，對于反電動勢為非正弦波的永磁同步