永磁同步电机直接转矩控制的改进研究

【摘要】：伴随着电机制造技术、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等领域得到了广泛的应用,交流伺服控制系统已经成为伺服控制系统发展的趋势。研究以数字信号处理技术为基础、以永磁同步电机为执行电机、采用直接转矩控制策略的全数字化永磁同步交流伺服控制系统有着十分重要的现实意义。 本文主要对永磁同步电机直接转矩控制系统进行了相关的研究和改进。直接转矩控制(Direct Torque Control,简称DTC)技术是继矢量变换控制技术以后,在交流调速领域出现的一种新型变频调速技术,直接转矩控制具有动态响应迅速、控制简单、受电机参数变化影响小的优点,能够获得极佳的动态性能,但存在较大的转矩与磁链的波动。针对常规的直接转矩控制存在的不足之处,本文依据空间矢量PWM控制的原理,优化SVPWM,提出了直接转矩控制空间矢量调制,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连续输出,有效减小了转矩和磁链的脉动,提高了系统的控制性能。 本文在理论分析的基础上,搭建了直接转矩控制的仿真模型与实验装置,进行了大量的仿真研究与实验测试。仿真与实验结果证明了这种控制策略既保持了直接转矩控制的快速动态响应特性,又有效减小了电流与转矩的波动。