三相四开关逆变器供电的IPMSM直接转矩控制系统建模与分析
本文选题:凸极式永磁同步电机 + 三相四开关 ; 参考:《电工技术学报》2017年15期
【摘要】:为获得较高的转矩响应速度和较低的转矩脉动,将基于比例-积分控制器和空间矢量调制的直接转矩控制(PI-SVM DTC)引入到由三相四开关逆变器供电的凸极式永磁同步电机(IPMSM)驱动系统中。鉴于电机的强耦合性,同时为便于分析其定子磁链环,建立了IPMSM在静止坐标系下以定子磁链为状态变量的状态空间模型。为改善系统的稳态性能,构建无差拍全阶状态观测器,实现对定子磁链的闭环观测。揭示了传统定子磁链环极点放置位置存在的问题,并利用一种简单的方法对定子磁链环极点位置进行优化。对PI-SVM DTC的转矩环进行建模分析,为PI控制器的设计提供依据。另外,为抑制三相四开关逆变器直流母线中性点电压偏移,根据其偏移量生成合适的补偿量,并将其添加到定子磁链控制环中。实验结果验证了该模型的有效性。
[Abstract]:In order to obtain higher torque response speed and lower torque ripple, The direct torque control (DTC) PI-SVM DTC based on proportional and integral controller and space vector modulation is introduced into the driving system of salient permanent magnet synchronous motor (PMSM) powered by three-phase four-switch inverter. In view of the strong coupling of the motor, and to facilitate the analysis of the stator flux chain, the state space model of IPMSM with stator flux as the state variable in the stationary coordinate system is established. In order to improve the steady-state performance of the system, a non-beat full-order state observer is constructed to realize the closed-loop observation of stator flux. The problem of pole placement in traditional stator magnetic chain ring is revealed, and a simple method is used to optimize the pole position of stator magnetic chain ring. The torque loop of PI-SVM DTC is modeled and analyzed, which provides the basis for the design of Pi controller. In addition, in order to suppress the neutral voltage offset of DC bus in three-phase four-switch inverter, an appropriate compensation amount is generated according to the offset and added to the stator flux control loop. The experimental results show that the model is effective.
【作者单位】: 浙江大学电气工程学院;电力电子应用国家工程研究中心;
【分类号】:TM341;TP273
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,本文编号:1884625
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