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《永磁同步电机直接转矩控制(svpwm)》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、三相永磁同步电动机直接转矩控制技术及仿真研究1引言随着社会实际生产要求的不断提高，现代电机控制技术也不断得以升级。继矢量控制之后，1986年日本I.TakhaShi和德WM.Depenbrock分别提出了直接转矩控制技术。直接转矩控制(DirectTorqueControl，DTC)是基于定子磁场定向和电压空间矢量分析的方法，根裾转矩偏差、磁链偏差及定子磁链的空间位置，选择合适的电压矢量。这项技术的问世，以其新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能等优点受到普遍关注并被广泛研究。常规的DTC方案其实是一种Bang_Bang控制方法：针对定子磁链幅值和转矩偏差以及
2、磁链的空间位置，在一个控制周期PJ，选择和发出单一空间电压矢量，这个电压矢量耍同时控制磁链和转矩的误差方向，而忽略了转矩和磁链误差大小，从而经常造成转矩和磁链脉动，不能达到期窜的最佳控制效果。减小滞环容差可以减小脉动，但又会导致逆变器的开关频率增大，开关损耗随之增加；矢量细分法改善Y磁链轨迹，但结构和对复來。矢量调制(SpaceVoltageVectorModulation)是在一个控制周期内，通过相邻电压矢量和零矢量合成得到所需的任意电压矢量，实现电压矢量的连续可调。本文在分析了直接转矩控制原理(DTC)和空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)的基础上，做Y基于磁链空间电
3、压矢量脉宽调制技术的永磁同步电机直接转矩控制技术的仿真。1直接转矩控制原理永磁M步电机在转了坐标系下的数孕模型:尺+Ph-①R+pLq'dsin-
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5、(L,-^)sin2^斗LdLqdt3PITlrI,id,~^~=LfLqC0S~2H(A’_么)COS城」丁⑶式中：ud，uq，i(”i(f,Ld，L(!——定子电压、电流、电感在轴上的分量；4^,屮、.——励磁磁链和定子磁链；te，P”，p——电磁转矩、转子极对数和微分算子；3——负载角；vzstn式(2)表明，电机参数确定后，在实际运行中，永磁同步电机转了上励磁磁场的磁链幅值一般为恒值，为保证充分利用电动机铁心，通常要
6、使定+磁链的幅值为额定值，这样就可以直接通过控制负载角的人小来控制电磁转矩的大小，这就是DTC的核心思想。在电机运行过程中，如何保证定了磁链幅值始终为额定值，这也是DTC技术集中解决的问题。常规的DTC就是采用两个滞环比较器得到磁链和转矩控制指令，再结合磁链位置以及开关状态表查得所要求的逆变器开关指令，进而得到所需要的空问电压矢量作用于磁链和转矩，对二者进行实时调节，保证其在所给定的范围lAl变化，从而获得近似圆形磁链轨迹和精确的转矩。2电压空间矢量脉宽调制针对永磁同步电机直接转矩、控制系统转矩和定子磁链的脉动问题，设计了基于电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略的永磁同步
7、电机直接转矩控制。在每个控制周期内，计算出参考磁链和所估计磁链的偏差，选择相邻非零矢量和零矢量，并精确地计算出各自作用吋间，然后利用线性组合法将其合成新的电压矢量。早期提出的SVPWM技术应用于异步电动机的直接转矩控制驱动系统中，其主耍思想是把逆变器和电机视为一个整体，针对不同的电压空间矢量和相应不同的作用时间，采用线性组合的方法将其合成所需耍相位的磁链增量，进而可以很好地跟踪定子磁链，使其形成近似圆形的磁场。电压空间矢量合成原理如图1所示，为相邻电压矢量；^2为其作用时问；为采样周期；人为期望电压空间矢量。罔1电bi空间矢S的线性组合II"由图1可以看岀：u、=—w,+—
8、u2=uscos沒+ju、sin6A)用相电压表示合成电压空间矢量得到:w,=uA00)+^80+uco(t)e72/(5)式中，，=120°。由相电压与线电压关系：UBCw="no（0-uco（，）代入式（5）并化简后，可得：(6)=W^（O-Wfic（z>_7z如图2所示，根据各功率开关处于不同状态线电压可分别取为K,、0或-Ud，当幵关状态为100（上桥臂器件导通用数字“1”表示，卜桥臂器件导通用数字“0”表示）时，输山线电压^7^=%，=0,则合成电压t/,二（^。当开关状态为110时，UAB=0,UBC=Ud,贝lj合成压u2=-Ude~Jr=Uden,=^U（1
9、今u,人=u冷今dud々）A）70Iq^-+-^-（cos-+7sin-）r0r033=ud=UA（T）+2T^）+J1t；）（7）比较式(4)和式(7),令实数项和虚数项分别相等，则:（Iwcos沒=（丄+丄）（/7；）27；从而解出和~,得各空间矢量所占时间的分别为r,_uscos31ussin3a——2u,sin0UdT,釆样周期r。应由旋转磁场所需的频率决定，凡与^+^米必相等，其间隙吋间可用零矢量卜或~填补。为减少功率开关器件的开关次数，一般使~和~各占一半时间，即:3基于SVPWM的永磁同步电机直接转
