永磁同步电机直接转矩控制的研究

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应用永磁同步电机(PMSM)可以节约能源,促进节能降耗目标的实现。并且永磁同步电机直接转矩控制思想新颖简单,转矩响应迅速,具有较高的动静态性能,但是转矩和磁链的脉动很大。控制系统中采用速度传感器不仅增加成本而且降低了系统的可靠性,运用无速度传感器控制技术,可以在线估计电动机的速度和位置,从而可以省去传感器。针对以上问题,本文主要做了以下几方面的工作。
   介绍了PMSM的原理、数学模型的建立过程及其直接转矩控制的原理。直接转矩控制使得转矩的控制更为直接,系统的响应更加快速,但是却降低了转矩控制的精度。
   建立基于滞环比较的直接转矩控制仿真模型,在突加负载、加阶跃负载、转速切换及低磁四种情况下验证直接转矩控制的控制性能,结果表明直接转矩控制系统响应很快,但是磁链和转矩的脉动很大。
   分析空间矢量脉宽调制(SVPWM)的原理及实现方法,通过仿真分析,基于SVPWM的PMSM直接转矩控制系统基本保持了响应快速的特点,同时也改善了系统的稳态性能,磁链和转矩脉动得到了一定的抑制,系统的抗干扰性及速度跟随性能良好。
   介绍了滑模控制的原理,运用滑模观测器估算PMSM的转速,通过仿真分析,表明运用滑模观测器估计电机转速能够满足直接转矩控制的要求,系统响应快且系统的动静态性能良好。
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