开绕组永磁同步电机直接转矩控制研究

发布时间：2021-11-29 01:38

　　传统结构永磁同步电机直接转矩控制中存在磁链控制不对称和转矩脉动较大的问题,提出了一种开绕组永磁电机结合双变换器拓扑结构实现直接转矩控制的优化方法,利用系统中双变换器拓扑多空间矢量输出的优点,分析开绕组永磁同步电机等效三电平条件下的不同扇区划分方法及对应空间电压矢量组合的方案,优化开关表的选择,实现减小合成磁链的不对称性,并降低输出转矩脉动。最后,通过仿真和实验验证了提出的开绕组永磁同步电机直接转矩控制方法的有效性。 

【文章来源】：电气传动. 2020,50(08)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

电压矢量和定子磁链关系图

因此，当电压矢量与磁链的夹角在（-90°，90°）内时磁链幅值增大，在（90°，270°）内时磁链幅值减小。图2为传统直接转矩控制的扇区划分以及第1扇区对应的空间电压矢量的选取。传统DTC以各空间矢量为角平分线划分为6个扇区，每个扇区为了实现转矩和磁链的增大或减小的目的选择4个空间矢量进行作用。当定子磁链位于第Ⅰ扇区时，u1,u4使得磁链幅值增加，在两者幅值相等的前提下，当定子磁链刚刚进入Ⅰ扇区时，它与u1的夹角约为90°，与u4的夹角约为30°，2个夹角相差了近3倍，根据式（3）可知u1,u4对磁链的增大效果相差非常大；类似的，u2,u3使得磁链幅值减小，它们对于磁链幅值的作用效果在扇区边缘时也相差非常大。同时由于扇区跨度为60°，在磁链位置变化过程中各矢量与磁链的夹角也存在60°的变化范围，作用效果变化也比较大，这就造成了定子磁链控制的不对称性。

图3为开绕组电机系统的拓扑结构图。本文为了避免产生零序电流，采用串联式拓扑，开绕组PMSM两端变换器的母线电压相等时可以等效为三电平系统，能够合成18个非零空间矢量，本文采用6个大矢量和6个中矢量进行直接转矩控制。

【参考文献】：
期刊论文
[1]开绕组电机系统拓扑及控制技术研究综述[J]. 孙丹,林斌,周文志.  电工技术学报. 2017(04)
[2]车用永磁同步电机的电磁噪声特性[J]. 郑江,代颖,石坚.  电工技术学报. 2016(S1)
[3]基于最优占空比调制的永磁同步电机直接转矩控制[J]. 吕帅帅,林辉,马冬麒.  电工技术学报. 2015(S1)
[4]基于交直轴电流耦合的单电流调节器永磁同步电机弱磁控制[J]. 方晓春,胡太元,林飞,杨中平.  电工技术学报. 2015(02)
[5]永磁同步电机弱磁失控机制及其应对策略研究[J]. 朱磊,温旭辉,赵峰,孔亮.  中国电机工程学报. 2011(18)
[6]扇区细分和占空比控制相结合的永磁同步电机直接转矩控制[J]. 徐艳平,钟彦儒.  中国电机工程学报. 2009(03)
[7]无速度传感器永磁同步电机的SVM-DTC控制[J]. 李君,李毓洲.  中国电机工程学报. 2007(03)
[8]直接转矩控制的十二区段控制方法[J]. 廖晓钟,邵立伟.  中国电机工程学报. 2006(06)

博士论文
[1]低速大转矩永磁同步电机直接转矩控制研究[D]. 陈永军.华中科技大学 2008



本文编号：3525577