永磁同步電機（Permanent magnet synchronous motor,簡稱PMSM）以其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、高功率密度、高效率等優(yōu)勢廣泛應(yīng)用于家電、電動汽車、軌道交通、工業(yè)控制等諸多領(lǐng)域。直接轉(zhuǎn)矩控制（Direct torque control,簡稱DTC）是一種結(jié)構(gòu)簡單、動態(tài)響應(yīng)快的常用控制策略,其控制特性直接關(guān)系電機的運行性能。本文以PMSM-DTC控制系統(tǒng)為研究對象,針對兩電平逆變器正常拓撲和容錯四開關(guān)逆變器拓撲供電下PMSM驅(qū)動系統(tǒng)的直接轉(zhuǎn)矩控制展開研究,旨在抑制電磁轉(zhuǎn)矩脈動,提升電機運行的穩(wěn)定性與可靠性。首先,分別建立了永磁同步電機在三相靜止坐標系、兩相靜止坐標系和兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學(xué)模型。基于兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學(xué)模型,給出了PMSM雙閉環(huán)的FOC方案;基于兩相靜止坐標系下的數(shù)學(xué)模型,分析了PMSM轉(zhuǎn)矩、磁鏈雙滯環(huán)DTC方案;并對兩種控制方案的實現(xiàn)方式、參數(shù)敏感性以及電機運行的動、靜態(tài)性能等方面進行了分析和比較。其次,分析了傳統(tǒng)PMSM直接轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩脈動大的形成原因,通過對比零矢量在異步電機和永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制中的作用效果,明確了零矢量具有在PMSM-DT... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題的研究背景及意義
    1.2 課題的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 永磁同步電動機的基本原理及其控制策略
    2.1 永磁同步電動機的結(jié)構(gòu)與分類
    2.2 常用坐標系
    2.3 永磁同步電動機的數(shù)學(xué)模型
        2.3.1 三相靜止ABC坐標系下的數(shù)學(xué)模型
        2.3.2 兩相靜止αβ坐標系下的數(shù)學(xué)模型
        2.3.3 兩相旋轉(zhuǎn)dq坐標系下的數(shù)學(xué)模型
        2.3.4 兩相旋轉(zhuǎn)xy坐標系下的數(shù)學(xué)模型
    2.4 不同坐標系之間的坐標變換
    2.5 永磁同步電動機的常用控制策略
        2.5.1 矢量控制
        2.5.2 直接轉(zhuǎn)矩控制
        2.5.3 直接轉(zhuǎn)矩控制與矢量控制的對比
    2.6 本章小結(jié)
3 永磁同步電動機直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)
    3.1 經(jīng)典的PMSM-DTC
    3.2 PMSM-DTC中轉(zhuǎn)矩脈動產(chǎn)生原因
    3.3 零矢量在異步電動機與永磁同步電動機中的作用對比
        3.3.1 轉(zhuǎn)矩變化量的結(jié)構(gòu)
        3.3.2 影響轉(zhuǎn)矩變化量的因素
        3.3.3 在PMSM-DTC中應(yīng)用零矢量
    3.4 仿真實驗
        3.4.1 控制系統(tǒng)的模型搭建
        3.4.2 仿真結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
4 PMSM-DTC的容錯運行系統(tǒng)
    4.1 常見的逆變器故障情況
    4.2 容錯運行的拓撲結(jié)構(gòu)
    4.3 容錯運行的仿真實驗
    4.4 合成虛擬電壓矢量
    4.5 本章小結(jié)
5 控制系統(tǒng)的實現(xiàn)與實驗結(jié)果分析
    5.1 硬件電路設(shè)計
        5.1.1 主電路
        5.1.2 保護電路
        5.1.3 隔離驅(qū)動電路
        5.1.4 電樞電流檢測電路
        5.1.5 轉(zhuǎn)速檢測電路
    5.2 控制程序設(shè)計
        5.2.1 主控制程序的流程
        5.2.2 中斷服務(wù)程序的流程
    5.3 硬件電路調(diào)試與實驗結(jié)果分析
        5.3.1 PWM信號的傳輸
        5.3.2 信號檢測
        5.3.3 實驗結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]三相四開關(guān)逆變器供電的IPMSM直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)建模與分析[J]. 袁慶偉,趙榮祥.  電工技術(shù)學(xué)報. 2017(15)
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[4]基于多級滯環(huán)控制器的永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制[J]. 肖萌,史婷娜,王志強,夏長亮.  中國電機工程學(xué)報. 2017(14)
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[7]稀土永磁材料在永磁電機中的應(yīng)用[J]. 鄭大偉,朱明剛,鄭立允,李衛(wèi).  微特電機. 2015(04)
[8]交流電機控制策略的發(fā)展綜述[J]. 程啟明,程尹曼,王映斐,汪明媚.  電力系統(tǒng)保護與控制. 2011(09)
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碩士論文
[1]基于DSP的永磁同步電機伺服系統(tǒng)研究[D]. 路永良.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]基于直接轉(zhuǎn)矩控制變頻器的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 何志.大連海事大學(xué) 2013
[3]永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)逆變器故障下的容錯運行研究[D]. 何宗元.浙江大學(xué) 2007



本文編號：3099721