永磁同步電動(dòng)機(jī)具有高效率、高功率因數(shù)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)電動(dòng)機(jī)調(diào)速領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)控制策略簡(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,結(jié)合永磁同步電動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì),發(fā)展起來的永磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)在各個(gè)高性能電動(dòng)機(jī)控制場(chǎng)合已逐漸得到應(yīng)用。本文以正弦波永磁同步電動(dòng)機(jī)為被控對(duì)象,并對(duì)其直接轉(zhuǎn)矩控制策略進(jìn)行研究。本文首先介紹了永磁同步電動(dòng)機(jī)的基本特點(diǎn),并系統(tǒng)介紹了永磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理。傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)存在著輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大,功率變換器開關(guān)頻率不穩(wěn)以及空間電壓矢量利用率低等問題。針對(duì)傳統(tǒng)DTC系統(tǒng)不足,采用了SVPWM手段進(jìn)行改進(jìn),并詳細(xì)介紹了SVM-DTC控制策略基本原理。在SVM-DTC系統(tǒng)中重點(diǎn)研究了非恒值磁鏈幅值給定的條件下的傳統(tǒng)定子磁鏈觀測(cè)器不足,并提出改進(jìn)方法,提高了磁鏈觀測(cè)的精度。其次,本文給出了永磁同步電動(dòng)機(jī)SVM-DTC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖,在Matlab/Simulink中建立整個(gè)系統(tǒng)的仿真模型進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明新型磁鏈觀測(cè)器在非恒值條件下的磁鏈觀測(cè)準(zhǔn)確,并能大大減小傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制策略所帶來的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。通過仿真驗(yàn)證了永磁同步電動(dòng)機(jī)SVM-DTC系統(tǒng)在非恒值磁鏈幅值給定的條件下正常運(yùn)行的可行性。為實(shí)現(xiàn)永磁同步電動(dòng)機(jī)SVM-DTC控制策略,搭建了基于TMS320F28335的電機(jī)控制平臺(tái)。以IPM智能功率模塊為主要開關(guān)器件,設(shè)計(jì)了驅(qū)動(dòng)硬件電路以及電流和轉(zhuǎn)速采集硬件電路。最后進(jìn)行硬件電路調(diào)試,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文采用的SVM-DTC方法輸出性能好,驗(yàn)證了SVM-DTC方案的可行性,為實(shí)際工程應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM341
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 永磁同步電動(dòng)機(jī)控制策略
        1.2.1 直接轉(zhuǎn)矩控制與矢量控制的關(guān)系與比較
        1.2.2 直接轉(zhuǎn)矩控制研究的主要問題
    1.3 國(guó)內(nèi)外直接轉(zhuǎn)矩控制研究現(xiàn)狀
    1.4 研究的主要問題和論文結(jié)構(gòu)
2 永磁同步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型
    2.1 永磁同步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)
    2.2 永磁同步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 定子電壓方程和磁鏈方程
        2.2.2 運(yùn)動(dòng)方程
    2.3 坐標(biāo)變換
        2.3.1 Clarke變換
        2.3.2 αβ兩相靜止坐標(biāo)系與xy兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的變換
        2.3.3 dq兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系和xy兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系之間的變換
    2.4 本章小結(jié)
3 永磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制理論
    3.1 傳統(tǒng)DTC控制理論
    3.2 SVM-DTC控制理論
        3.2.1 空間電壓矢量脈寬調(diào)制（SVM）原理
        3.2.2 SVM-DTC控制原理
        3.2.3 兩種控制理論的對(duì)比分析
    3.3 永磁同步電動(dòng)機(jī)SVM-DTC系統(tǒng)仿真研究
        3.3.1 系統(tǒng)仿真模型搭建
        3.3.2 穩(wěn)態(tài)性能分析
        3.3.3 動(dòng)態(tài)性能分析
    3.4 非恒值磁鏈幅值給定SVM-DTC控制系統(tǒng)
        3.4.1 非恒值磁鏈幅值給定系統(tǒng)理論
        3.4.2 系統(tǒng)仿真性能對(duì)比
    3.5 本章小結(jié)
4 定子磁鏈觀測(cè)器改進(jìn)方案
    4.1 傳統(tǒng)純積分觀測(cè)器
    4.2 反饋型積分觀測(cè)器
        4.2.1 常用三種積分觀測(cè)器結(jié)構(gòu)
        4.2.2 三種積分觀測(cè)器優(yōu)缺點(diǎn)
    4.3 新型定子磁鏈積分觀測(cè)器
        4.3.1 新型積分觀測(cè)器結(jié)構(gòu)
        4.3.2 系統(tǒng)仿真結(jié)果對(duì)比
    4.4 本章小結(jié)
5 永磁同步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試
    5.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
        5.1.1 主回路
        5.1.2 驅(qū)動(dòng)功率模塊
        5.1.3 轉(zhuǎn)速采集電路
        5.1.4 電流采集電路
    5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
        5.2.1 主程序流程圖
        5.2.2 中斷服務(wù)程序
    5.3 實(shí)驗(yàn)調(diào)試結(jié)果及分析
        5.3.1 實(shí)物硬件平臺(tái)
        5.3.2 信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路
        5.3.3 速度采集電路
        5.3.4 定子磁鏈實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        5.3.5 電機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝

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