永磁同步电机混合调制直接转矩控制系统转矩脉动抑制

摘要

永磁同步电机能量密度高,结构简单和可控性好,广泛应用于工业领域。为实现永磁同步电机良好的动态性能,快速的转矩响应,直接转矩控制逐渐受到人们广泛关注。但直接转矩控制中转矩和磁链脉动较大,低速运行时磁链和转矩观测器不准确等问题,降低了直接转控制系统的整体性能,限制了其应用范围。本文从永磁同步电机数学模型和直接转矩控制基本原理出发,推导电磁转矩表达式,分析了引起转矩脉动的直接原因。在此基础上,提出转矩和磁链脉动抑制方法。
　　针对直接转矩控制系统转矩脉动产生的原因及特点,本文将整个电机调速范围分为较低速区和高速区,提出了采用离散电压矢量与占空比调制相结合的混合调制策略,一方面弥补了传统直接转矩控制中电压矢量数目不足,另一方面充分利用零矢量实现转矩脉动抑制。
　　仿真对比传统与混合调制的直接转矩控制运行性能,研究表明,混合调制算法下的系统整体性能良好,转矩响应快,且可有效抑制转矩脉动和改善定子电流畸变问题。在此基础上,设计基于混合调制直接转矩控制的硬件系统和软件系统,给出了混合调制算法的软件流程图,为后续实验研究奠定基础。

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第一章 绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2永磁同步电机与直接转矩控制技术的发展概况

1.3论文主要研究内容

第二章 永磁同步电机直接转矩控制系统转矩脉动分析

2.1永磁同步电机结构与数学模型

2.2永磁同步电机直接转矩控制基本原理

2.3转矩脉动对直接转矩控制系统性能影响

2.4永磁同步电机直接转矩控制系统脉动转矩仿真分析

2.5本章小结

第三章 永磁同步电机混合调制直接转矩控制系统转矩脉动抑制策略

3.1离散电压矢量调制和占空比算法的基本原理

3.2混合调制直接转矩控制系统转矩脉动抑制策略

3.3永磁同步电机混合调制直接转矩控制系统建模与仿真

3.4本章小结

第四章 永磁同步电机混合调制直接转矩控制系统实验研究

4.1控制系统结构设计

4.2控制系统软件设计

4.3本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢