永磁同步电机直接转矩控制系统的仿真和硬件设计

摘要

本文研究了永磁同步电机的直接转矩控制方案。
　　在阅读大量文献资料的基础上，首先对永磁同步电机控制方案的情况进行介绍，指出永磁同步电机进行直接转矩控制的优点，相关技术的发展方向。然后分析永磁同步电机的数学模型，建立永磁同步电机在三相坐标系下的各相方程，然后在介绍坐标变换理论的基础上，分析得出永磁同步电机在两相旋转坐标系下的数学模型。
　　在完成了数学模型的建立之后，讨论了永磁同步电机直接转矩控制系统的原理。直接转矩控制在保持定子磁链幅值不变的情况下通过控制负载角的变化来实现对转矩的控制。然后介绍了开关电压矢量的基本理论，分析如何通过选择合适的开关电压矢量实现对电动机的控制。
　　在理论分析的基础上，利用Matlab完成了系统仿真模型的搭建，详细介绍了仿真模型各个模块的搭建方法，然后借助仿真，直观分析了直接转矩控制的控制效果。然后针对定子电阻对磁链观测可能存在误差的影响，提出了定子电阻观测模型和磁链观测模型的优化方案，并仿真验证其中一个方案。
　　最后在以上的理论与仿真分析基础上，进行了基于DSP2812的硬件设计，给出了主要电路的电路图。为进一步研究提供参考。