永磁同步电机内模控制技术的研究

【摘要】电机是整个工业、军事领域和民用行业的主要动力环节。随着我国节能减排政策的深入贯彻,高效节能电机将逐渐代替其他高能耗和低效率电机,成为今后的主要动力来源。永磁同步电机作为一类应用最广泛的高效节能电机,其高性能控制策略的研究将显得越来越重要,同时这也是目前电力电子与电气传动领域最热门的研究课题之一。本文通过分析永磁同步电机的主要控制策略及其先进控制理论的应用,将内模控制原理与SVPWM技术引入到永磁同步电机的直接转矩控制系统中,并对改进的控制策略进行了仿真对比研究和实验平台验证。首先,在三相A-B-C静止坐标系、两相α-β静止坐标系和两相d-q旋转坐标系下建立了永磁同步电机的数学模型,通过数学模型的分析和推导,构建了永磁同步电机的直接转矩控制系统,并对所构建的系统进行模块化分析,为改进控制策略的引入及其控制器的设计提供理论基础。其次,重点介绍了空间矢量脉宽调制技术和内模控制原理及其控制器的设计步骤,为了改善永磁同步电机直接转矩控制策略转矩脉动大和低速性能差的缺点,将两者引入到永磁同步电机的直接转矩控制系统中,构建了永磁同步电机内模直接转矩控制系统,并在MATLAB/Simulink环境下,对改进后的控制策略与传统直接转矩控制、矢量控制进行仿真对比研究,验证了控制策略的正确性和优越性。最后,以1.88kW的交流永磁同步电机为控制对象,TMS320F2808为核心控制器,两电平电压源型逆变电路为主拓扑电路,构建了永磁同步电机内模直接转矩控制系统的实验平台。其中介绍了硬件系统的总体框架和多个模块的设计思路及其原理图,同时还阐述了系统的主程序和中断服务子程序构思及其流程图,给出了转子初始位置检测和转速测量算法,得到了实验过程中的相关结果与分析。
【作者】黎庆发；
【导师】张淼；
【作者基本信息】广东工业大学，控制理论与控制工程，2014，硕士
【关键词】永磁同步电机；直接转矩控制；内模控制；空间矢量脉宽调制技术；转矩脉动；

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