永磁同步电机直接转矩控制系统研究

直接转矩控制理论(DTC)在异步电机上已取得了很大成功。但是永磁电机(PMSM)的直接转矩控制理论在前几年才建立，其中还有许多理论性问题需要澄清。本文详细阐述了零矢量在永磁直接转矩控制系统中的作用，指出如果合理应用零矢量，不仅能使PMSM的DTC系统正常运行，而且能减少转矩脉动的频率，改善系统的性能。     

永磁同步电机直接转矩控制系统分析

直接转矩控制是一种高性能的控制方法。文章分析了永磁同步电机直接转矩控制系统的电压空间矢量选择和磁链估计模型,并提出了系统的实现方案。     

改进的永磁同步电机直接转矩控制系统仿真实现

直接转矩控制的主要缺点是低速时转矩脉动大。其中一个重要原因是电机在运行中存在温度升高及电流频率变化等现象,定子电阻的阻值发生变化,使定子磁链的估计精度降低,导致电磁转矩出现较大的脉动。针对这一问题,设计了一种改进的永磁同步电机直接转矩控制系统。根据实际转矩和给定转矩的偏差,提出了一种使用PI控制器补偿定子电阻变化的方法。仿真表明该控制系统可以减小磁链和转矩脉动,改善了系统的运行性能,提高了系统对电机参数变化的鲁棒性。     

改进的永磁同步电机直接转矩控制系统仿真实现

直接转矩控制的主要缺点是低速时转矩脉动大.其中一个重要原因是电机在运行中存在温度升高及电流频率变化等现象,定子电阻的阻值发生变化,使定子磁链的估计精度降低,导致电磁转矩出现较大的脉动.针对这一问题,设计了一种改进的永磁同步电机直接转矩控制系统.根据实际转矩和给定转矩的偏差,提出了一种使用PI控制器补偿定子电阻变化的方法.仿真表明该控制系统可以减小磁链和转矩脉动,改善了系统的运行性能,提高了系统对电机参数变化的鲁棒性.     

永磁同步电机直接转矩控制系统转矩调节新方法

从开关频率优化和电压空间矢量合理选择2个方面提出了1种新的转矩调节方法。通过逆变器开关频率PI调节得到转矩滞环比较器的滞环宽度值,在充分利用功率器件开关频率的同时,不仅克服了圆形磁链轨迹对功率器件高开关频率要求的缺陷,而且克服了在转速变化过程中采用固定滞环宽度值带来的功率器件开关频率波动范围大且低速转矩调节性能下降的缺陷。针对零电压空间矢量的特点,为降低系统低速稳态运行时的转矩脉动且保证瞬态运行时转矩的快速响应,提出了在低速稳态运行时选用零电压空间矢量减小转矩、在低速瞬态运行时选用有效电压空间矢量来减小转矩的转矩调节方法。该方法在保证系统响应速度的同时减小了系统平均转矩脉动。实验结果表明新的转矩调节方法不仅能充分利用功率器件的开关频率,而且在低速时由于开关频率的提高反而获得了相对圆形磁链轨迹更小的转矩脉动。     

基于DSP永磁同步电机直接转矩控制系统研究

根据永磁同步电机(PermanentMagnetSynchronousMotor简称PMSM)的基本原理和数学模型,介绍了直接转矩控制(DirectTorqueControl简称DTC)方案,在此基础上开发了一套基于DSP的直接转矩控制系统。实验表明,该系统能实现对定子磁链和转矩的直接控制,具有快速转矩动态响应和良好的调速性能。     

螺旋桨负载永磁同步电机直接转矩控制系统研究

为了研究空间矢量调制策略对大功率永磁同步电机在螺旋桨负载特性下变频调速性能的影响,通过对直接转矩控制变频调速和螺旋桨负载特性理论的分析,结合螺旋桨敞水特性曲线,得到螺旋桨推力系数Kp和扭矩系数Km分别与进速比J之间的函数关系.提出了推力系数和扭矩系数的计算方法,建立了螺旋桨负载和永磁推进电机直接转矩控制的仿真模型.仿真结果表明,直接转矩控制系统中永磁推进电机转速动态响应快,转速稳定后电磁转矩与螺旋桨旋转产生的负载转矩相等.与实测电机运行数据比较可知,不同转速下仿真得到的电机转矩值与实测值相一致,验证了该模型的有效性.     

永磁同步电机新型直接转矩控制系统设计

针对传统的直接转矩控制转矩脉动大、开关频率不恒定等问题,在分析永磁同步电机数学模型的基础上,综合矢量控制的特点,提出一种基于空间矢量脉宽调制的新型直接转矩控制系统,用PI调节器取代滞环控制器,用空间矢量脉宽调制取代开关表.同时为了提高系统性能,模糊控制被应用于该系统.在Matlab环境下建立永磁同步电机新型直接转矩控制系统仿真模型并进行仿真研究,仿真结果证明了新型直接转矩控制系统设计可行有效,在提高系统响应速度的同时,能有效减小转矩和磁链的脉动,改善控制系统的性能.     

永磁同步电机直接转矩控制系统控制策略比较

为了抑制因开关表失效引起的转矩脉动,本文研究了电压矢量对永磁同步电机直接转矩控制系统的影响,得到了定子磁链幅值、转矩角和转矩的控制规律,并由此给出了永磁同步电机直接转矩控制系统电压矢量选择区域.本文提出了一种基于定子和转子磁链位置信息及空间矢量调制技术的电压矢量选择策略.仿真结果表明:与开关表相比,本文提出的电压矢量选择策略可始终满足系统对转矩的控制要求,从根本上消除因开关表失效引起的不合理转矩脉动,控制效果良好.     

低脉动转矩的永磁同步电机直接转矩控制系统的研究

介绍了永磁同步电动机直接转矩控制基本控制理论,对永磁同步电动机直接转矩控制做了探讨与研究。提出了采用零矢量的新型控制方案,降低了永磁同步电动机转矩的脉动。在理论分析的基础上利用MATLAB进行了仿真研究,仿真结果证实该控制方法的可行性,系统具有良好的动态性能。     

基于SVPWM的永磁同步电机直接转矩控制系统

传统的直接转矩控制系统存在转矩脉动大、开关频率不固定等缺点,限制了直接转矩控制策略的工程应用,提出一种采用空间矢量调制(SVPWM)技术的永磁同步电机直接转矩控制实现方案。该方案以新型的转矩单闭环直接转矩控制系统结构为基础,采用SVPWM技术代替传统开关表方式,并对转矩调节器进行了改进设计。最后,通过实验验证了理论分析的正确性和系统实现的可行性。     

无速度传感器永磁同步电机直接转矩控制系统

分析了永磁同步电机直接转矩控制理论;介绍了一种基于TMS320LF2407A型DSP及智能功率模块(IPM)实现永磁同步电机直接转矩控制系统的无速度传感器方案;详述了该方案的硬件结构和软件设计。系统采用TMS320LF2407A构成核心控制电路,以智能功率模块PM30CSJ060构成逆变主电路,方案合理、结构通用紧凑。该系统用于代替实验室直流电机风轮模拟实验,运行效果良好。     

永磁同步电机直接转矩控制双模糊控制系统

设计了永磁同步电机(PMSM)直接转矩控制(DTC)双模糊控制系统,采用模糊控制器同时控制电压矢量角度和电压矢量幅值。一个模糊控制器取代传统DTC系统中的磁链和转矩滞环比较器及开关表来输出基本电压矢量,即电压矢量角度;另一个模糊控制器输出基本电压矢量作用时间,即电压矢量幅值。仿真结果表明:PMSMDTC双模糊控制系统运行良好,可实现四象限运行。与仅采用模糊控制输出电压矢量角度或电压矢量幅值控制相比,双模糊控制系统可有效抑制转矩和磁链脉动。     

永磁同步电机直接转矩控制系统开关表分析

使用三相和两相混合连接,两电平电压源逆变器可以生成12个不同相角的电压矢量,从而为永磁同步电机直接转矩控制系统优化开关表提供更多的电压矢量选择.提出了一种基于12电压矢量优化开关表,并实验对比了永磁同步直接转矩控制系统在传统开关表和基于12电压矢量优化开关表控制下的性能.实验结果表明,优化开关表能够减小不合理转矩脉动,但两相导通方式也带来了换相转矩脉动,恶化了系统控制性能.     

永磁同步电机直接转矩控制系统电压矢量选择仿真研究

基于永磁同步电机直接转矩控制系统定子磁链幅值、转矩角和转矩的控制规律,针对实验用电机提出了一种简单的电压矢量选择策略.仿真结果表明:与开关表控制相比,本文提出的电压矢量选择策略可始终满足系统对转矩的控制要求,消除因开关表失效引起的不合理转矩脉动,无需转子位置信息,易于实现.     

永磁同步电机直接转矩控制的研究及算法改进

永磁同步电机(PMSM)因其强耦合、非线性的特点,在对其进行控制时存在超调量大、抗干扰能力差、转矩脉动大等问题。在介绍PMSM以及传统直接转矩控制(DTC)数学模型的基础上,研究了含零矢量DTC的控制性能,并从仿真角度与传统DTC进行对比。为了进一步减小控制过程中的转矩脉动及转速脉动,提高控制系统的自适应性和稳态性能,在零矢量DTC的基础上对控制算法进行了改进,将传统PID控制与单神经元PID控制相结合,提高了控制系统鲁棒性,转矩脉动显著降低。     

永磁同步电机的改进模型预测直接转矩控制

针对永磁同步电机直接转矩控制(DTC)中存在的转矩脉动和磁链纹波大的问题,提出一种改进的模型预测直接转矩控制方法。在两相静止坐标系下,依据无差拍控制理论计算出使电磁转矩和定子磁链在下一周期达到给定值的期望电压矢量。通过引入虚拟电压矢量将电压矢量空间划分成13个扇区,根据期望电压矢量所在扇区位置选取相应的实际电压矢量,可选取的实际电压矢量由传统的8个电压矢量扩展为14个电压矢量。该方法具有虚拟电压矢量占空比固定、调制简单以及运算次数少的优点。对直接转矩控制、传统的模型预测直接转矩控制以及改进的模型预测直接转矩控制进行仿真对比,结果表明,改进的模型预测控制方法能有效地抑制转矩脉动和磁链纹波,减小定子电流畸变率,提高系统的鲁棒性。     

永磁同步电机直接转矩控制系统理论及控制方案的研究

进一步研究了永磁同步电机直接转矩控制理论 ,明确了零电压矢量在控制过程中的作用 ,实现了基于定子磁链观测的永磁同步电机调速系统。电机系统具有良好的性能。实验结果论证了该方法在永磁同步电机拖动系统中的实用性     

永磁同步电机模糊直接转矩控制研究

直接转矩控制系统具有良好的动态响应,但转矩及磁链的脉动较大.针对这一问题,用模糊控制器代替传统直接转矩控制系统中的滞环比较器,将电机定子磁链误差、电磁转矩误差及定子磁链空间角三个量作为模糊控制器的输入,进行模糊处理,并在模糊控制器中根据预先制定的模糊推理规则进行模糊推理运算,从而最优的选择出电机所需要的电压矢量,作为模糊控制器的输出,直接控制逆变器的开关状态.仿真结果表明,模糊直接转矩控制在很大程度上可以改善传统直接转矩控制的定子磁链和电磁转矩脉动,并有很好的动态特性.     

基于模糊PI控制的永磁同步电机直接转矩控制系统

用模糊PI控制器取代传统直接转矩控制中的PI调节器,利用Matlab/Simulink工具箱对模糊直接转矩控制系统进行了仿真。结果表明基于模糊PI控制器的永磁同步电机直接转矩控制系统响应优于传统的直接转矩控制。