本文選題：直接轉(zhuǎn)矩控制 + 定子磁鏈　； 參考：《安徽工程大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：永磁同步電機因其體積小、質(zhì)量輕、構(gòu)造簡單、動態(tài)響應(yīng)迅速以及功率因數(shù)高等優(yōu)勢被普遍應(yīng)用于現(xiàn)代交流調(diào)速系統(tǒng)當(dāng)中,在永磁材料研制水平、電力電子技術(shù)、電機制造水平與控制算法均取得卓越進(jìn)步的基礎(chǔ)上,以永磁同步電機作為執(zhí)行元件的交流調(diào)速系統(tǒng)顯現(xiàn)出巨大的研發(fā)優(yōu)勢和廣闊的發(fā)展空間。伴隨著這樣的發(fā)展趨勢,關(guān)于永磁同步電機控制理論的探索也不斷取得重要的科研成果。直接轉(zhuǎn)矩控制的思想在三相感應(yīng)電動機的轉(zhuǎn)矩控制中得到應(yīng)用后并發(fā)展至今,已經(jīng)成為高動態(tài)性能交流變頻調(diào)速領(lǐng)域最常用的方法之一。但轉(zhuǎn)矩脈動大、低速性能差等問題成為直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)實際應(yīng)用于永磁同步電機交流調(diào)速系統(tǒng)之中首要的限制因素。本文重點圍繞PMSM-DTC系統(tǒng)展開研究工作,就控制系統(tǒng)的基本原理特征與實現(xiàn)方案進(jìn)行了分析、設(shè)計。首先,對永磁同步電機的結(jié)構(gòu)特征與歸類方式作了分析,并給出其在各個不同坐標(biāo)系統(tǒng)中相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。然后對PMSM-DTC系統(tǒng)的原理與主要特征進(jìn)行了分析,在典型PMSM-DTC系統(tǒng)的基礎(chǔ)上分析了PMSM-DTC系統(tǒng)當(dāng)中固有的磁鏈和轉(zhuǎn)矩脈動現(xiàn)象的成因。對零矢量在異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制與PMSM-DTC當(dāng)中的控制作用進(jìn)行了對比分析。此外,就零矢量在PMSM-DTC系統(tǒng)中對定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩的控制作用分別進(jìn)行了分析論證。并根據(jù)所得結(jié)論,運用占空比調(diào)制(DRM)的方式對PMSM-DTC系統(tǒng)的控制方案進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計。在理論分析的基礎(chǔ)上,構(gòu)建了系統(tǒng)的仿真模型對方案的可行性及有效性進(jìn)行了驗證分析,仿真結(jié)果表明采用基于DRM的PMSM-DTC系統(tǒng)能夠有效降低磁鏈和轉(zhuǎn)矩的脈動,提升控制系統(tǒng)的性能。另外,本文從系統(tǒng)的數(shù)字化實現(xiàn)的角度設(shè)計了系統(tǒng)的硬件平臺,.重點對以DSP為控制核心的系統(tǒng)相關(guān)電路進(jìn)行了設(shè)計和介紹,并設(shè)計了基于DSP的PMSM-DTC系統(tǒng)主要的軟件架構(gòu),給出了PMSM-DTC系統(tǒng)的主要程序設(shè)計流程圖。結(jié)合軟硬件平臺進(jìn)行實際調(diào)試驗證,實驗表明了系統(tǒng)方案與理論分析及仿真測試所得結(jié)論一致。
[Abstract]:Permanent magnet synchronous motor (PMSM) is widely used in modern AC speed regulation system because of its advantages of small size, light weight, simple structure, rapid dynamic response and high power factor. On the basis of the remarkable progress in motor manufacturing level and control algorithm, the AC speed regulating system with permanent magnet synchronous motor as the executive component shows great advantages in R & D and wide development space. Along with this development trend, the exploration of PMSM control theory has also made important scientific achievements. The idea of direct torque control (DTC) has been applied to the torque control of three-phase induction motor and has become one of the most common methods in the field of high dynamic performance AC variable frequency speed regulation. However, the problems of high torque ripple and low speed performance have become the primary limiting factors in the practical application of direct torque control (DTC) technology in PMSM AC speed regulation system. This paper focuses on the research work of PMSM-DTC system, and analyses and designs the basic principle and implementation of the control system. Firstly, the structure and classification of permanent magnet synchronous motor (PMSM) are analyzed, and the mathematical models of PMSM in different coordinate systems are given. Then, the principle and main characteristics of PMSM-DTC system are analyzed. Based on the typical PMSM-DTC system, the causes of flux linkage and torque ripple in PMSM-DTC system are analyzed. The control effect of zero vector in direct torque control (DTC) of induction motor and PMSM-DTC is compared and analyzed. In addition, the control effect of zero vector on stator flux and electromagnetic torque in PMSM-DTC system is analyzed and demonstrated respectively. According to the conclusion, the control scheme of PMSM-DTC system is improved by using duty cycle modulation (DRM). Based on the theoretical analysis, the simulation model of the system is constructed to verify the feasibility and effectiveness of the scheme. The simulation results show that the PMSM-DTC system based on DRM can effectively reduce the ripple of flux and torque. Improve the performance of the control system. In addition, the hardware platform of the system is designed from the point of view of the digital realization of the system. The system related circuits with DSP as the control core are mainly designed and introduced. The main software architecture of PMSM-DTC system based on DSP is designed, and the main program flow chart of PMSM-DTC system is given. The experimental results show that the system scheme is consistent with the theoretical analysis and simulation test.
【學(xué)位授予單位】：安徽工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM341

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本文編號：2003852