唐广笛[1]2003年在《全数字异步电机直接转矩控制系统的仿真与设计方法研究》文中研究说明本文所进行的工作是从异步电机直接转矩控制(DTC)的基本原理出发，并对直接转矩控制策略进行改进，不断提高控制性能。 由于时间有限，本文所进行的研究工作主要集中在叁个方面：(1)DTC基本原理的学习与实现(2)DTC中转速调节器的设计研究。(3)新型定子磁链观测器的研究。 DTC所具有的非线性和参数不可知的特性决定了直流调速系统的转速调节器的设计方法不能完全适合于DTC系统。笔者采用了模糊参数调节的方法改造了传统的PI调节器，仿真证明此方法是有效的。 定子磁链的观测是DTC的关键技术，传统的U-I模型结构简单，实用，但是由于积分器将电流检测中的直流偏置累加，而且对定子电阻的变化鲁棒性不够。U-I模型难以在低速区得到应用。笔者首先证明了一种在数学上成功并在矢量控制中得到应用的新型积分方法并不适合于DTC系统，然后在查阅大量文献的基础上采用了基于电流调节器的定子磁链全阶观测器。此观测器结构比较简单，物理意义明确。可以看作传统U-I模型的一种改造，取得了令人满意的效果。 本文进行了大量的仿真，编程和现场调试工作。仿真中针对18kw的异步电机进行了仿真，建立了一个完整的DTC系统。证明了笔者采用的算法的正确性。另外笔者用汇编语言编程，在数字信号处理器(DSP)上开发了DTC的实时控制软件，以验证仿真中提出的算法。最后笔者在75kw的电机组上进行了实验。试验结果表明实时控制系统部分达到了以上算法的预期目的。
杨建飞[2]2011年在《永磁同步电机直接转矩控制系统若干关键问题研究》文中指出永磁同步电机由于具有高效率、高功率密度、高转矩惯量比等特点，在各种调速系统中应用越来越广泛，研究分析高性能的永磁同步电机驱动系统具有十分重要的经济和社会意义。目前，在高性能永磁同步电机调速领域，研究较多的主要有两种控制方案：一种是矢量控制，也称为磁场定向控制(FOC)；一种是直接转矩控制(DTC)。众所周知，对电机的控制本质上是对电机转矩的控制，矢量控制主要通过对电机直交轴电流的控制来间接控制转矩，实现过程中要求严格的磁场定向，而直接转矩控制则是将电机和逆变器作为一个整体，直接以转矩为控制对象，通过优选的空间电压矢量实现对电机转矩的直接控制。直接转矩控制技术首先是针对异步电机提出并得到成功应用的，直到1997年才由南京航空航天大学和澳大利亚新南威尔士大学合作提出了正弦波永磁同步电机DTC方案，该方案自提出后迅速成为热点研究问题。本文的研究内容就是围绕永磁同步电机DTC技术展开，以正弦波和方波永磁同步电机为研究对象，对采用DTC时的若干关键问题进行理论分析和仿真实验研究，为永磁同步电机DTC技术的进一步发展和工程应用打下坚实的基础。本文研究内容如下：对永磁同步电机DTC技术国内外研究现状进行了综述，指出，目前对正弦波永磁同步电机DTC研究的广度和深度都已经达到一个新的高度，涉及的方向很多，内容非常丰富，大致可以归纳为下面几个方向：降低转矩脉动方法的研究；无传感器运行的研究；定子磁链控制方法的研究等。而对于方波永磁同步电机，由于电机电流非正弦，存在关断相等特点，在采用DTC方法时有其特殊性，近几年正逐渐成为研究热点。介绍了正弦波永磁同步电机不同坐标系下的数学模型和传统DTC的基本理论，给出了不同定子绕组连接方式下传统DTC方法的实现过程。针对采用DTC时首先需要解决的参数测定问题，详细介绍了一种DTC条件下额定定子磁链幅值等重要电机参数的测定方法，分析了不同运行条件下参数的变化规律，并进行了实验验证。该方法对一般DTC下电机参数的确定具有借鉴意义，有助于推动直接转矩控制的进一步工程应用。针对正弦波永磁同步电机传统DTC在数字控制条件下的特点，在分析定子磁链幅值、转矩角和转矩变化规律的基础上，以降低稳定运行时的转矩脉动和减少起动时间为目标，提出了一种DTC转矩调节器设计方法，该方法既保证了电机稳定运行时较低的转矩脉动又实现了电机具有较短的起动时间，仿真和实验验证了该方法的正确性和有效性，对一般电机DTC中转矩调节器的设计具有指导意义。针对传统DTC中磁链幅值恒定，转子永磁体单独励磁的特点，从减少无功电流，降低电机损耗，提高电机效率角度出发提出了一种磁链自适应DTC方法，实现了在满足负载转矩要求的条件下对定子磁链给定的动态调整，通过在线实时调整定子磁链给定保证了电机在运行过程中始终具有较少的无功电流和较高的功率因数，仿真和实验验证了该方法的可行性和有效性。从正弦波永磁同步电机传统DTC方法的实现过程不难看出，其还是受到了异步电机DTC方法的影响，仍然采用磁链和转矩双闭环的不解耦控制方式。而正弦波永磁同步电机中转子永磁体磁链为定值，定子磁链幅值和转矩角均为可控变量，因此，实现直接转矩控制的方法不唯一。对不同转矩控制方法进行了分析和比较，提出了一种无磁链闭环DTC方法，该方法实现过程中直接根据转矩的控制要求选择最优空间电压矢量，实现了对转矩更快更准确的控制，省去了磁链控制环节。仿真和实验证明了该方法的正确性和可行性，为DTC的进一步研究提供了参考。方波永磁同步电机由于变量的非正弦，存在关断相等特点，使得在采用DTC方法时有其特殊性。在实现直接转矩控制方法时，只要根据转矩控制要求选择交轴分量最优的空间电压矢量作用于电机即可实现对转矩的快速控制，无需观测定子磁链。为保证电机稳定运行，在无磁链观测条件下需要对电流进行限制，由于采用120度导通方式，通过控制转矩能够实现对电流的限制。仿真和实验验证了提出的无磁链观测DTC方法理论的正确性和方法的可行性，为进一步提高方波永磁同步电机DTC的性能奠定了基础。基于TI公司高性能数字控制器设计了永磁同步电机实验平台，不同控制策略下进行的实验证明了该平台的可靠性。
高志光[3]2003年在《基于TMS320F240的全数字化异步电机直接转矩控制系统的研究》文中指出直接转矩控制作为一种新的控制方法不同于磁场定向控制，它可以在不需要复杂控制算法的情况下准确而快速的控制异步电机的转矩和磁链，而且，在原理上直接转矩控制只需知道定子电阻，从而增强了控制系统随参数的鲁棒性。本文首先在空间矢量理论的基础上介绍了异步电机和逆变器的基本数学模型，然后给出了直接转矩控制的概念，重点对直接转矩控制策略和开关表策略进行了深入的讨论，而且通过对开关表作出不同选择时磁链和转矩所产生的不同响应来加以详细说明。最后提出一种改进的定子磁链调节器和转矩调节器，使系统在低速时仍可以保持较好的特性。 为了验证异步电机直接转矩控制系统的可行性，建立了基于MATLAB/SIMULINK软件包的仿真系统。文中介绍了仿真模型的各组成部分，包括扇区选择、开关表、转矩调节器和磁链调节器等。最后给出了仿真结果，可以看出该系统有较好的低速性能，转矩和转速 太原理工大学硕士学位论文脉动较小、动态响应快等，从而证明了直接转控制系统的可行性。 数字信号处理器(DSP)运行速度快，能够完成复杂的控制算法，建立高精度控制系统，所以使得直接转矩控制系统的实现成为可能，。本文在以16位定点数字信号处理器(DSP) TMS32OF24O作为主控制器的研究平台上，实现了全数字化异步电机直接转矩控制系统。在实现过程中，主要解决了以下几个问题:(1)深入研究了直接转矩控制方式下PWM生成机理，充分利用DSP的硬件资源，提出了一种适合直接转矩控制的PWM波生成方法;(2)在定点DSP上实现浮点运算;(3)整套控制算法采用了标么值形式，提高了运算精度;(4)采用离散化算法实现积分运算和PI调节器。一台2 .Zkw异步电机的实验结果表明:该系统低速时具有较强的带载能力和抗干扰能力、转矩和转速动态响应快、调节器跟随效果好，电流谐波含量较少等特点。验证了本文提出的改进型转矩和磁链观测器的可行性，对直接转矩控制在工程上的应用具有参考价值。
姚海兰[4]2008年在《永磁同步电机直接转矩控制系统》文中研究说明随着现代制造技术、电力电子技术和计算机控制技术的快速发展,伺服控制系统在工业控制和家用电气控制领域等得到了广泛的运用,交流伺服控制系统己经成为伺服控制系统发展的主要趋势。研究以永磁同步电机直接转矩控制系统为代表的同步交流伺服控制系统有着非常重要的现实意义。文章对永磁同步电机直接转矩控制系统进行了相关研究和改进研究。直接转矩控制技术是继矢量变换控制技术之后,在交流调速领域出现的一种新型变频调速控制技术,直接转矩控制技术具有动态响应迅速、控制简单、受电机参数变化影响小的巨大优点,能够获得非常好的动态性能,但同时存在较大的转矩脉动。对于常规的直接转矩控制存在的不足之处,本文依据空间电压矢量控制的原理,优化SVPWM,提出了直接转矩控制的空间矢量调制的策略,利用电压空间矢量调制能够使逆变器实现电压空间矢量的任意方向任意大小的连续输出,能够有效减小转矩的脉动,提高了系统的控制性能。文章在对永磁同步电机直接转矩控制系统进行理论分析的基础上,搭建了该控制系统的仿真模型与实验装置,也同时搭建了能够很好改进转矩脉动的SVPWM控制的永磁同步电机直接转矩控制系统的仿真和实验模型。仿真结果与实验结果同时证明了永磁同步电机直接转矩控制系统的快速动态响应特性,而改进型的控制系统在保持优点基础上又有效减小了转矩的脉动。
颜洪雷[5]2017年在《异步电机直接转矩控制研究》文中指出随着电力电子技术的不断发展革新,现代交流调速领域已经逐步实现了控制系统的数字化。伴随自适应控制理论的不断完善,交流传动动力系统的自动化程度越来越高。直接转矩控制系统结构简洁,动态响应快,在交流传动领域的应用中发展迅速。本论文介绍了变频调速系统的发展历史,分析了直接转矩控制技术的研究现状及发展趋势,给出了异步电动机动态过程中电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程,建立了异步电动机动态过程的数学模型。绘制了交流异步电机直接转矩控制原理图,建立了异步电机直接转矩控制数学模型。根据系统的控制要求,对交流异步电机直接转矩控制系统的硬件电路进行详细设计。为提高硬件电路的抗干扰能力,对电路的电磁兼容进行设计。设计了系统的主控制程序、PWM控制程序和AD采集程序,给出了系统的主程序控制流程图以及软件保护流程图。介绍了Simulink仿真软件,设计了系统的各仿真子模块。搭建了系统的仿真模型,对主电路仿真系统模型和控制及显示电路仿真系统模型进行详细介绍。运行仿真电路,获取运行过程中的参数波形并加以分析。仿真结果表明,该电路满足设计要求,可实现异步电机系统的直接转矩控制。
周扬忠[6]2006年在《电励磁同步电动机直接转矩控制理论研究及实践》文中研究说明电励磁同步电机(ESM)具有功率因数可调、效率高等优点,无论在航空工业还是地面工业大功率场合均获得了广泛应用,所以研究和开发高性能的ESM驱动系统具有重大的经济价值和社会效应。目前开发高性能ESM驱动系统所采用的控制方案主要有两种:一种是磁场定向矢量控制(FOC);另一种是直接转矩控制(DTC)。FOC ESM系统动态性能明显较标量控制系统性能提高了很多,但ESM转子凸极结构和较大的转子回路时间常数使得ESM FOC系统无法实现真正意义上的解耦控制。DTC思想把电机和逆变器作为一个整体,在定子静止坐标系中利用逆变器输出电压矢量直接控制定子磁链和转矩,获得了快速的转矩响应。若在ESM上采用DTC恰恰可以弥补FOC的缺陷,达到转矩的直接而快速控制。在国外,1998年前后瑞士ABB公司和芬兰拉彭兰塔理工大学合作研究了ESM DTC的部分内容。出于商业保密考虑,他们没有详细给出实现的细节,甚至没有给出最优开关表的具体构成。从他们所公开的不完整资料中我们无法获知ESM DTC的完整理论构架。在国内,1997年至2001年南京航空航天大学针对无阻尼绕组ESM DTC也开展了初步的理论研究,但没有进行详细的实践研究。因此,无论在国内还是在国外,ESM DTC系统的研究还缺乏全面深入的理论研究,还没有建造起ESM DTC系统的理论体系构架。本文的主要任务和目的就是比较全面和深入地完成这一理论构架,为以后更深入地、广泛地研究ESM DTC技术,打好一个坚实的理论基础。本论文主要内容如下:对交流电机低转矩磁链脉动型DTC策略进行了综述,指出低转矩磁链脉动型DTC控制策略有:运用空间矢量调制(SVM)技术输出多个电压矢量、采用新型逆变器输出多个电压矢量、用多相逆变器控制多相电机、引入现代控制理论等。对交流同步电机无位置速度传感器运行及转子初始位置估计技术进行了综述,结果指出目前无位置速度传感器技术主要有两大类:基于基波量的检测法和基于外加信号激励法。对于初始转子位置估计法有:基于定子电感检测法、高频交替磁化法、高频信号注入法、基于磁路饱和特性等,电励磁同步电机转子初始位置估计研究还很少。分析研究了有阻尼绕组电励磁同步电机气隙磁链性质,结果指出气隙磁链为一个时间常数较大的惯性环节,ESM DTC正是基于此,利用定子侧的电压矢量迅速控制定子磁链矢量的模、旋转方向及旋转角度,迅速改变定子磁链矢量和气隙磁链矢量之间的夹角(定义为转矩角),实现对电磁转矩的迅速控制。仿真和实验证明了上述分析的正确性。从转矩角控制转矩入手,详细推导并分析了有阻尼绕组ESM电磁转矩。运用仿真手段研究了DTC控制ESM中直/交轴阻尼绕组对电机动态行为的影响,研究结果表明:交轴阻尼绕组有利于电机动态性能的改善;直轴方向上定子绕组、阻尼绕组及转子励磁绕组相互耦合,会形成振荡,导致直轴阻尼绕组对电机动态性能的改善不明显,甚至有危害;对于电动运行的ESM不宜采用直轴阻尼绕组;主转矩角与主转矩在主转矩角零点附近变化趋势始终一致。分析了ESM DTC系统弱磁控制原理,从提高ESM DTC系统全速度范围内综合指标出发,针对DTC控制ESM提出一种全速度范围内转子励磁电流控制策略。指出在恒转矩区宜采用转子电流内控法,实现电机内功率因数等于1;在弱磁恒功率区宜采用转子电流外控法,实现电机外功率因数等于1;转子电流内控法和外控法在额定转速点处直接转换,不需要插入过渡区。仿真和实验结果表明无论恒转矩区或弱磁恒功率区,电机功率因数均较高;由恒转矩区到弱磁恒功率区过渡很平滑。针对ESM提出一种基于定子磁链误差矢量补偿的SVM-DTC结构。运用仿真和实验手段对基本DTC和SVM-DTC两种ESM驱动系统进行了详细对比研究,结果表明:SVM-DTC具有基本DTC系统简洁结构的同时大幅度减小了转矩、磁链、电流的脉动;降低了起动电流的冲击幅度;功率管开关频率基本恒定;弱磁方法依然适用。针对无阻尼绕组ESM SVM-DTC系统转矩角控制转矩特点,提出并设计了一种变比例系数转矩PI调节器,旨在实现SVM-DTC系统转矩的快速而准确控制。仿真及实验结果表明系统起动转矩快速而准确地跟踪上给定值,系统稳态运行平稳。这种变比例系数的调节方法对永磁电机也特别适用。一般ESM DTC系统中没有直接检测定子端电压传感器,但有定子绕组和转子励磁绕组电流传感器。本文基于转子励磁绕组通入直流脉动电流,在叁相短路的定子绕组中感应出电流的原理,提出基于定子感应电流和转子励磁电流检测的两种初始转子位置估计方法-闭环法和开环法。实验结果表明转子初始位置机械角度估计误差在±2度范围内;SVM-DTC系统能够以给定的最大转矩顺利起动。分析研究了基于两电平逆变器供电ESM基本DTC和SVM-DTC中影响起动冲击电流的因数。基于基本DTC结构提出一种约束矢量作用时间的改进型基本DTC,基于补偿定子磁链误差矢量的SVM-DTC结构提出一种电流主动控制的SVM-DTC。仿真和实验结果证明了上述两种新型DTC系统对降低起动冲击电流幅度的有效性。仿真研究了基于多电平逆变器供电ESM SVM-DTC系统对起动冲击电流的抑制效果,结果表明,由于多电平逆变器输出电压矢量幅值能随电机转速自动调整,因而有效地抑制了起动冲击电流幅度。
李磊[7]2001年在《异步电机无速度传感器直接转矩控制系统的研究与实践》文中认为本文在直接转矩控制系统的无速度传感器的设计、定子磁链的观测、低速性能的提高以及系统高性能数字控制的实现等方面进行了广泛而深入的仿真和实验研究。 在深入研究传统直接转矩控制系统定子磁链观测方法的局限性的基础上，提出了两种实现定子磁链准确观测的新型解决方案。第一种方案是利用全阶磁链观测器实现对定子磁链的观测。仿真和实践表明此方案对定子磁链的观测效果明显优于传统的观测方法，并对电机参数的变化具有良好的鲁棒性。第二种方案是采用具有幅值补偿环节的改进积分器。该方案不但具有积分器的优点，而且有效地克服了积分器所具有的误差积累和直流偏移问题，且对定子电阻的鲁棒性良好。 在磁链观测器的基础上，设计出两种新型的自适应速度观测器和一种基于磁链观测器的速度估计器。首先依据李雅普诺夫理论推导出了转速和定转子电阻的自适应收敛率，构造出速度自适应磁链观测器。该观测器在观测定子磁链的同时，能够观测电机的转速以及定子和转子电阻。之后又依据模型参考自适应理论设计出第二种自适应速度观测器，利用波波夫理论完成了稳定性的证明，并对上述两种自适应速度观测方案进行了仿真和实验对比。最后，将一种简单实用的速度估计器与磁链观测器结合在一起应用于直接转矩控制系统中，并进行了实验研究。实践表明，采用上还叁种方法有效地提高了速度的观测精度，增强了系统的鲁棒性，拓展了直接转矩控制系统的调速范围。 提出了一种新型的死区电压补偿方法。该方法简单实用，仅需要对控制软件稍加修改，不需要附加任何硬件，即可有效地补偿死区效应的影响。该方法特别适合在直接转矩控制系统以及其他采用空间矢量调制技术的场合应用。 分析了影响传统直接转矩控制系统低速性能的主要原因，深入研究了不同电压矢量对转矩变化所产生的影响，在此基础上提出了一种新型的磁链和转矩的双层滞环控制方案。该方案简单、易于实现。仿真和实验均表明采用该方法在没有降低系统动态性能情况下，提高了电机的低速转矩，并使转矩脉动与电磁噪声得到了很好的抑制。 在本系统中采用了一种简单有效的定子磁链弱磁方法，该方法在实际应用中达到了预期的效果。此外，本文还提出了一种简单实用的软启动方法，采用该方法能有效抑制系统在启动过程中对主电路所带来的冲击作用。 最后，笔者在控制系统的数字化实现以及实时软件的编制方面，进行了大量的理论与实践研究。采用C语言/汇编语言混合编程的方法，成功地完成了DSP实时控制软件的研制工作，实现了对电机高性能控制。
胡奇锋[8]2004年在《永磁同步电机高性能调速控制系统研究》文中研究表明由于永磁同步电机具有体积小、功率密度高、效率和功率因数高等明显特点，从70年代末开始，得到了从事电机及其驱动系统研究的学者和研究人员的广泛重视。经过努力，其本体设计和控制方式在近二十年内得到了长足的发展，商用化的产品也已经进入到工业生产应用等各个领域。可以预见，随着永磁材料价格和电动机制造价格的降低，电力电子器件及高速微处理器的进去，驱动系统理论研究和实践应用的不断完善和提高，永磁同步及其驱动系统将会得到进一步的发展和应用，在某些场合将逐渐取代现有的普通电励磁电机及其驱动系统。 本文通过大量的文献资料阅读，在对永磁同步电机及其相关技术的发展、现状和趋势有了一个比较全面的理解基础之上，针对如何有效地控制永磁同步电机这个目标，研究了两种控制策略：直接转矩控制、矢量控制。这是两种目前较为先进的永磁同步电机控制方式。 本文的主要内容包括：永磁同步电机基本理论，转矩直接控制的原理与应用策略，矢量控制的原理以及控制策略，并采用Matlab仿真软件对这两种控制方式分别进行运行仿真及相应性能方面的研究；构建了能适用两种高性能控制方式的永磁同步电机实验样机系统，编制了相应控制软件，初步实现了能应用转矩直接控制和矢量控制的永磁同步电机系统研究。
智大为[9]2003年在《永磁同步电机的转矩直接控制》文中进行了进一步梳理由于永磁同步电机具有体积小、功率密度大、效率和功率因数高等明显特点，从70年代末开始，永磁同步电机就得到广泛重视，经从事电机及其驱动系统研究的学者和研究人员的努力，其本体设计和控制方式在近二十年内得到了长足的发展，商用化的产品也已经进入到工业生产应用的各个面面。转矩直接控制是继矢量变换控制之后被人们普遍看好的一种高性能交流驱动控制方式，最初转矩直接控制是针对感应电机提出的，后来这种控制思想逐渐应用到了同步电机，特别是永磁同步电机控制上，使永磁同步电机的控制策略研究走上了一个新的台阶。 本文通过大量的文献资料阅读，对永磁同步电机及其相关技术的发展、现状和趋势有了一个比较全面的理解，在此基础上，详细分析了永磁同步电机转矩直接控制的机理，并提出了一套相应的转矩直接控制方案，建立了仿真和试验平台，进行了仿真分析和实验研究，获得了有价值的研究成果。 本文的主要内容包括： (1)由空间矢量模型推导出永磁同步电机的磁链、电压和转矩的公式，描述了永磁同步电机转矩直接控制的基本控制机理，分析了永磁同步电机与感应电机在转矩直接控制方式上的不同之处以及转矩直接控制对永磁同步电机的要求。 (2)在对永磁同步电机运行机理的分析基础之上，讨论了永磁同步电机转矩直接控制系统中各个控制子模块的功能和具体的实现方式，提出了一套永磁同步电机转矩直接控制的具体实施方案，并根据这套方案建立了基于Simulink(Matlab)的永磁同步电机转矩直接控制仿真模型，对所出的控制方案进行了仿真分析。仿真结果验证了该方案在理论上的可行性。 (3)在理论研究的基础之上，设计研制了一套基于DSP+IPM的永磁同步电机转矩直接控制实验系统，编写了控制程序软件，进行了永磁同步电机运行实验。实验结果达到了预期的要求，证实了转矩直接控制在改善永磁同步电机动态调速性能上的优势；同时也发现了一些须待进一步解决的问题，本文给出了部分解释和解决这些问题的思路和方法。 本论文开展了继感应电机之后对永磁同步电机实现转矩直接控制的探索性研究工作。通过理论分析、计算机仿真和实验验证得出了一些有意义的经验和结论，为课题的进一步的深入开展奠定了基础。
徐艳平[10]2008年在《永磁同步电动机减小转矩脉动的直接转矩控制方法研究》文中研究表明永磁同步电机因其无需励磁电流、运行效率和功率密度高等优点,在工业领域中得到了广泛的应用,直接转矩控制方法具有控制简单、响应迅速的优点,已成为一种高性能的交流调速方法。本文叙述了永磁同步电机直接转矩控制的最新研究发展状况,针对永磁同步电机直接转矩控制中存在的定子电阻变化、低速运行时磁链和转矩脉动大、逆变器开关频率不恒定等问题,提出了相应改进方案,并进行了仿真和实验验证,其主要工作及成果有：一、针对永磁同步电机定子电阻变化影响磁链和转矩控制性能的问题,提出了一种根据定子电流实际值与给定值的误差,采用模糊控制的定子电阻在线估计方法。详细研究了定子电阻变化对磁链和转矩计算的影响,指出了若不对定子电阻变化进行补偿会导致系统性能变差。仿真结果表明定子电阻参数的变化确实会使直接转矩控制中转矩和磁链位置的计算发生偏差,同时基于模糊控制的定子电阻在线估计方法能够准确地估计出定子电阻的变化,减小了由于定子电阻变化而带来的转矩和定子磁链位置误差。二、针对永磁同步电机传统直接转矩控制中存在的磁链增量不对称性和转矩脉动大等问题,提出了一种扇区细分和占空比控制相结合的永磁同步电机新型直接转矩控制方法。对永磁同步电机传统直接转矩控制中的磁链和转矩运行轨迹及增量进行了详细地分析,指出磁链和转矩增量在扇区分界处具有明显的不对称性,同时增量与采样周期、采样周期内作用的电压矢量幅值存在正比关系。提出了一种将常用的六个扇区细分成十八个扇区,并根据转矩误差实时确定输出电压脉冲的占空比—即作用的有效电压矢量幅值的新型直接转矩控制方法。仿真和实验结果证明了这种方法有效地减小了传统直接转矩控制中磁链增量的不对称性,进而改善了磁链运行轨迹,减小了电机的转矩脉动。叁、针对永磁同步电机传统直接转矩控制中的磁链和转矩脉动大、逆变器开关频率不恒定等问题,提出了一种基于空间矢量调制的永磁同步电机新型直接转矩控制方法。在建立永磁同步电机定子磁链坐标系数学模型的基础上,利用磁链和转矩误差及转速确定出电压在定子磁链坐标系轴上的给定参考分量,再结合坐标变换和空间矢量调制方法实现电机磁链和转矩的控制。该方法中省去了传统直接转矩控制中的磁链和转矩滞环控制器,并结合了空间矢量调制方法,能够明显减小传统直接转矩控制中的磁链和转矩脉动,使逆变器工作在恒定的开关频率下,仿真和实验结果证明了其有效性和正确性。四、针对传统直接转矩控制中的转矩脉动问题,提出了一种基于离散空间矢量调制的改进直接转矩控制方法,并对叁种改进直接转矩控制方法进行了比较。在分析永磁同步电机转矩公式的基础上,得出了不同转速下电压矢量对转矩的影响,提出了一种选用与基本电压矢量同方向,但幅值大小不同的离散空间矢量调制的直接转矩控制方法,并针对传统的转矩滞环控制器进行了改进。仿真和实验结果表明该控制方法简单,易于实现,能够使电机转矩脉动与电机噪声得到了较好的抑制。同时对提出的叁种改进直接转矩控制方法进行了比较研究,得出了基于空间矢量调制的直接转矩控制方法减小转矩脉动效果最好的结论。五、采用了一种将脉振高频信号注入逆变器输出PWM波的电机转速估算方法,实现了永磁同步电机无速度传感器速度闭环控制。对旋转高频电压信号注入和脉振高频电压信号注入方法估计转速进行了详细的理论推导和仿真验证,说明旋转高频电压信号注入法的实现需要永磁同步电机在物理构成上具有凸极性,而脉振高频电压信号注入法的实现只需要永磁同步电机在高频信号下体现出一定的凸极性,就可以实现电机转速辨识,因此具有更为广泛的适应范围,但是注入脉振的高频信号,可能会增加电机的脉动。对脉振高频电压信号注入法估计电机转速进行了实验验证,实验结果证明了这种方法适合于低速运行,对电机参数的变化不敏感,鲁棒性强。
参考文献：
[1]. 全数字异步电机直接转矩控制系统的仿真与设计方法研究[D]. 唐广笛. 湘潭大学. 2003
[2]. 永磁同步电机直接转矩控制系统若干关键问题研究[D]. 杨建飞. 南京航空航天大学. 2011
[3]. 基于TMS320F240的全数字化异步电机直接转矩控制系统的研究[D]. 高志光. 太原理工大学. 2003
[4]. 永磁同步电机直接转矩控制系统[D]. 姚海兰. 同济大学. 2008
[5]. 异步电机直接转矩控制研究[D]. 颜洪雷. 湖北工业大学. 2017
[6]. 电励磁同步电动机直接转矩控制理论研究及实践[D]. 周扬忠. 南京航空航天大学. 2006
[7]. 异步电机无速度传感器直接转矩控制系统的研究与实践[D]. 李磊. 南京航空航天大学. 2001
[8]. 永磁同步电机高性能调速控制系统研究[D]. 胡奇锋. 浙江大学. 2004
[9]. 永磁同步电机的转矩直接控制[D]. 智大为. 浙江大学. 2003
[10]. 永磁同步电动机减小转矩脉动的直接转矩控制方法研究[D]. 徐艳平. 西安理工大学. 2008
标签：电力工业论文; 异步电机论文; 直接转矩控制论文; 磁链论文; 永磁同步电机论文; 电机控制与应用论文; 同步电机论文; 电机控制器论文; 定子和转子论文; 仿真软件论文; 电机论文; 永磁电动机论文; 矢量运算论文; 电压调节器论文; 起动转矩论文; 数字控制论文; 矢量论文;