永磁同步电机直接转矩控制的MTPA控制系统研究

发布时间:2018-01-10 15:06

  本文关键词:永磁同步电机直接转矩控制的MTPA控制系统研究 出处:《哈尔滨理工大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


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【摘要】:永磁同步电动机(Permanent Magnet Synchronus Motor,PMSM)效率高、体积小、调速性能好,在许多电机控制系统中被广泛应用。直接转矩控制(Direct Torque Control,DTC)由于其响应速度快、无需复杂坐标变换等优势,成为近些年研究的热点。但直接转矩控制存在转矩和磁链脉动较大的问题,本文将着重对这个问题进行研究。本文针对永磁同步电动机这一复杂非线性系统,提出一种基于反馈线性化的直接转矩控制系统,并在此基础上加入最大转矩电流比(Maximum Torque Per Ampere,MTPA)控制方式,在抑制转矩脉动的同时,实现了系统的损耗最小化。本文针对永磁同步电机直接转矩控制发展现状和趋势进行阐述,介绍了传统直接转矩控制原理,针对其转矩和磁链脉动较大的缺点,建立基于空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)直接转矩控制系统模型,并进行仿真验证。由于SVPWM-DTC系统的控制环节没有实现完全解耦,因此并没有得到高性能的调速系统,负载变化对转速有影响。通过查阅反馈线性化相关基本理论,该方法可以实现输入的解耦,有效解决负载对转速的影响,还可达到简化控制器设计的目的。设计反馈线性化控制器,搭建其仿真模型,并与基于SVPWM的直接转矩控制系统进行仿真对比研究。本文还针对内置式永磁同步电机交直轴电感不相等的特点,在系统中加入MTPA控制环节来提高系统动态性能,并进行模型搭建和仿真对比分析,最后对系统进行硬件在环仿真验证。实验证明,在反馈线性化直接转矩控制基础上的MTPA控制系统,保持了反馈线性化直接转矩控制和MTPA控制的优点,具有良好的动静态特性,系统损耗低,运行稳定。
[Abstract]:Permanent Magnet Synchronus Motor (PMSM) has high efficiency, small volume and good speed regulation performance. Direct Torque Control (DTC) is widely used in many motor control systems because of its fast response speed and no need for complex coordinate transformation. DTC has become a hot topic in recent years. However, DTC has the problem of large torque and flux ripple. This paper focuses on this problem. This paper focuses on the permanent magnet synchronous motor (PMSM), which is a complex nonlinear system. A direct torque control system based on feedback linearization is proposed, and the maximum Torque Per Ampere is added to the system. MTPA) control method not only reduces torque ripple but also minimizes the loss of the system. This paper describes the development status and trend of PMSM direct torque control. This paper introduces the principle of traditional direct torque control, aiming at the disadvantages of large torque and flux ripple. The model of direct torque control system based on space vector pulse width modulation (SVVPWM) space Vector Pulse Width modulation (SVPWM) is established. And the simulation results show that because the control of SVPWM-DTC system does not realize complete decoupling, there is no high performance speed regulation system. By consulting the basic theory of feedback linearization, this method can realize the decoupling of input and effectively solve the effect of load on speed. It can also simplify the design of controller, design feedback linearization controller, and set up its simulation model. And compared with the direct torque control system based on SVPWM, this paper also aims at the characteristic that the inductance is not equal in the inner permanent magnet synchronous motor (PMSM). MTPA control link is added to the system to improve the dynamic performance of the system, and the model is built and compared with the simulation analysis. Finally, the hardware in the loop simulation of the system is verified. The MTPA control system based on feedback linearization direct torque control maintains the advantages of feedback linearized direct torque control and MTPA control. It has good dynamic and static characteristics and low system loss. Stable operation.
【学位授予单位】:哈尔滨理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM341;TP273

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本文编号:1405716

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