基于双逆变器的开放式绕组PMSM直接转矩控制系统

摘要

多电平逆变技术被广泛应用于中压、大功率电机驱动系统中，在一定程度上克服了功率开关逆变器电压等级限制，同时具有输出电压谐波含量小、电压变化率低等特点。双逆变器与三电平逆变器具有同等的电压输出能力，具备多电平逆变技术优势和特有的容错能力。本文针对基于双逆变器的开放式绕组PMSM直接转矩控制系统，对其电机数学模型、SVPWM控制、直接转矩控制策略、实验平台的搭建几方面开展了深入研究。
　　在分析电机结构基础上，建立了开放式绕组PMSM电机数学模型。将双逆变器应用于开放式绕组PMSM控制系统中，研究了双逆变器的SVPWM控制策略，从电压空间矢量的分布到扇区判断、矢量选择、开关管占空比分配做出分析推导，有效抑制了共模电压的产生，提高了系统性能；针对电机非正弦波反电动势的影响，采用直接转矩控制策略以削弱非理想反电动势引起的转矩波动，同时对直接转矩控制策略进行了分析与改进，将其与SVPWM控制相结合应用于整个控制系统中实现转速、转矩双闭环控制。
　　在理论分析与数学推导的基础上，本文利用MATLAB/SIMULINK搭建了系统仿真模型，并进行了验证与对比分析，证实了控制系统的良好运行特性。最后，选用TI公司的控制芯片TMS320LF2812完成系统硬件设计与软件编程，并对系统中电流采样、位置检测、驱动保护、D/A转换等功能电路进行了设计，在此硬件平台上进行实验研究。实验结果验证了基于双逆变器的开放式绕组PMSM直接转矩控制系统的可行性。

目录

基于双逆变器的开放式绕组 PMSM 直接转矩控制系统

DIRECT TORQUE CONTROL OF AN OPEN-END WINDING PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS MOTOR FED BY DUAL INVERTERS

摘 要

Abstract

目 录

第 1 章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意

1.2 PMSM 控制系统发展现状与趋势

1.3 基于双逆变器的开放式绕组电机系统概述

1.4 本文主要研究内容

第 2章 开放式绕组 PMSM数学模型及双逆 变器拓扑结构

2.1 引言

2.2 传统 PMSM 数学模型

2.3 开放式绕组 PMSM 的数学模型

2.4 双逆变器拓扑结构

2.5 本章小结

第 3 章 双逆变器 SVPWM 控制

3.1 引言

3.2 三电平 SVPWM 控制

3.3 双逆变器 SVPWM 控制

3.4 双逆变器 SVPWM 控制仿真分析

3.5 本章小结

第 4 章 基于双逆变器的 PMSM 直接转矩控制

4.1 引言

4.2 基于双逆变器的 PMSM 直接转矩控制系统

4.3 定子磁链与转矩估

4.4 电压矢量计算

4.5 基于双逆变器的 PMSM 直接转矩控制系统仿真

4.6 本章小结

第 5 章 基于双逆变器 PMSM 直接转矩控制系统实现

5.1 引言

5.2 系统硬件设计

5.3 系统软件设计

5.4 系统实验验证

5.5 本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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致 谢