永磁同步电动机直接转矩控制的Matlab仿真研究(2)

菜单

3.2.3 αβ两相静止坐标系与dq两相转子磁链同步旋转坐标系之间的变换 13

4永磁同步电机直接控制系统 15

4.1直接转矩控制的理论基础 15

4.1.2基于定子电压空间矢量的定子磁链控制 17

4.1.3永磁同步电机直接转矩控制系统的实现 19

4.2 基于SVPWM的直接转矩控制方法 20

4.2.1 SVPWM 原理介绍 20

4.2.2 SVPWM 的算法 21

4.2.3 基于 SVPWM 的直接转矩控制系统 27

4.3本章小结 28

5仿真 29

5.1MATLAB介绍 29

5.2.直接控制转矩模型组建 30

5.3仿真结果分析 33

5.4 基于SVPWM的直接控制转矩仿真 34

5.5基于SVPWM的直接控制转矩仿真结果分析 36

5.4结束语 38

致谢 39

参考文献 40

1 绪论

永磁同步电机简介

在研究永磁同步电动机DTC技术之前，先介绍一下永磁同步电动机。

永磁同步电动机的和异步电动机在结构上有很大区别，由于磁钢摆放方法非常灵活，设计方法也较多，导致其结构远远比异步电动机复杂，永磁同步电动机按照磁体磁链在电枢绕组中感应出的反电动势的形状将永磁同步电动机分为两类：一类为正弦波永磁同步电动机，它的反电动势为正弦波，电枢绕组一般采用分布短距绕组的形式，同时，为了实现输出稳定的电磁转矩，需要采用三相堆成正弦波电流供电；另一类为无刷直流电动机，也可以称为方波永磁同步电动机，它的反电动势为梯形波，电枢绕组一般采用整距集中绕组的形式，而保证输出转矩的平稳性，一般采用三相对称的方波电流供电。

永磁同步电机与异步电机相比具有以下几个方面的优点[ ]：

（1）具有较强的机械特性，对于因负载变换而引起的电机转矩的扰动具有较强的承受力。

（2）具有较高的效率和功率因数，由于神曲了励磁绕组和附加直流励磁电源，减少了电机的用铜量，降低了铜耗，从而使电机的体积缩小，重量减轻，效率提高。

（3）转矩惯性小，由于永磁同步电机没有笼型转子，因此具有相对低的惯性。

（4）易于控制，由于电机转速与电源频率之间始终保持着准确同步关系，通过控制电源频率就可以控制电机的转速，较异步电机而言更加便于控制。

直接控制转矩

20世纪七八十年代是交流磁钢摆放电动机调速系统发展的黄金时代，1971年发明了矢量控制技术，1985年又发明了直接控制转矩控制（DTC）技术，这些都是高性能的优秀的电动机控制技术。

电机的本质是一个换能器，电动机将电能转换成机械能，发电机则将机械能转换成电能。而电机的能量转换中关键媒介是电机的电磁转矩。因此，无论是电动形式的调速系统，还是发电形式的调速系统，电机的电磁转矩都是至为重要的关键物理量。直接转矩控制技术就是认识到了电磁转矩在电机控制中的重要性，直接去控制电机的电磁转矩，从而达到了电机运行动态性能好的优良效果[ ]。