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            內置式永磁同步電機的無差拍直接轉矩控制

            來源:本站   發布時間:2015/8/8 17:18:07   點擊量:  

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                  內置式永磁同步電機應用廣泛,對其的控制方法也得到不斷發展。為了優化內置式永磁同步電機的起動控制方式,基于其離散化狀態方程,結合無差拍控制理論,進一步設計了所需電流預測模塊,提出了一種新的無差拍直接轉矩控制方式。研究結果表明,該方法延續了直接轉矩控制響應快的特點,可以精確計算定子端的電壓矢量,同時轉矩脈動小,開關頻率固定,具有優異的動態和穩態特性。

            內置式永磁同步電機(以下簡稱IPMSM)近年來應用愈發廣泛,因其具有如下優勢:其磁場由埋在轉子中的永磁體產生,沒有轉子電流,因此不存在轉子電流順耗;簡單的轉子阻尼較低,可以獲得更好的動態特性。正因如此,通常需要轉子位置信息來實現高性能的電機控制,一般位置信息由位置傳感器獲得,這不僅增加了生產成本,同時降低了系統穩定性,因此涌現了許多位置控制方法。

             近年來,直接轉矩控制(DTC)作為一種理論上的無位置控制方法得到了長足的 發展。直接轉矩控制系統中,磁通和轉矩觀察器觀察所得的定子磁通矢量和轉矩作為系統反饋量。根據開關表,通過磁通和轉矩誤差,確定出合適的電壓矢量,進而調整定子磁通的振幅和相位,以控制IPMSM的電磁轉矩。開關表作為DTC的關鍵環節,為控制系統提供轉矩需求量、磁通需求量和定子磁鏈位置間的關系。通過開關表,轉矩可以被直接控制。但是因為系統中使用了磁滯控制器,開關頻率不固定,控制難度大。

            基于以上研究和問題。有人提出 了一種適用于IPMSM電機的無差拍直接轉矩控制方式,固定了開關頻率,并減小了轉矩脈動,實現更簡單易行的IPMSM驅動控制。

            無差拍直接轉矩控制(以下簡稱DB-DTC)是一種時間離散控制器。在該方法中,磁通和轉矩反饋仍來自磁通和轉矩觀察器,不同的是電壓矢量的獲取方法。DB-DTC通過對這一時刻的轉矩和磁通估計值進行計算,從而得到下一時刻的電壓矢量,進而驅動電機,而非從開關表中選取得到電壓。這樣的好處是能使系統有一個固定的開關頻率,在固定開關頻率下的轉矩脈動同樣可以固定。這將使得對電機的控制難度大大降低,相比直接轉矩控制方法,DB-DTC方法更為簡單可靠。

               


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