基于matlab的pmsm直接轉(zhuǎn)矩控制的建模方法的研究畢業(yè)論文-wenkub
2022-09-07 15:22:32 本頁面
【正文】 變器開關(guān)次數(shù)和轉(zhuǎn)矩的脈動。 永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的實現(xiàn) 轉(zhuǎn)矩增量與定子電 壓空間矢量關(guān)系模型 ψ s 與α軸的夾角為θ s， 則在α β軸系中 ， 定子的合成空間磁鏈矢量ψ s 以角速度 219。如下圖 31 所示。因此這兩種電機的性能有所不同。 永磁同步電動機轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)不同，則電動機的運行特性、控制系統(tǒng)等也不同。正由于這樣，同步電動機的電流在相位上是超前于電壓的，即同步電動機是一個容性負載。由于永磁同步電動機具有體積小 、 重量輕 、 運行可靠 、 功率密度高等諸多優(yōu)點 ， 將 DTC控制策略應(yīng)用于永磁同步電機控制中 ， 以提高電機的快速轉(zhuǎn)矩響應(yīng) ， 成為研究者關(guān)注的課題 究的熱點課題。 1 1 緒 論 直接轉(zhuǎn)矩控制 (DTC)是在空間矢量調(diào)速理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型交流電動機調(diào)速策略 ， 其基本思想是根據(jù)交流電動機的轉(zhuǎn)矩要求 ， 直接選擇合適的定子電壓空間矢量 ， 實現(xiàn)交流電動機電磁轉(zhuǎn)矩的快速響應(yīng) 。 由于直接在定子兩相靜止坐標系統(tǒng)下分析交流電動機的數(shù)學模型 ， 將定子磁鏈與電磁轉(zhuǎn)矩作為被控制量 ， 根據(jù)給定轉(zhuǎn)矩與實際轉(zhuǎn)矩以及給定定子磁鏈與實際定子磁鏈的偏差來直接選擇電壓矢量 ,從而避免了矢量控制中許多復雜的矢量變換計算 。 由于電機轉(zhuǎn)矩和磁鏈的計算對控制系統(tǒng)性能影響較大，為了獲得滿意的轉(zhuǎn)矩計算 ， 仿真研究是最有效的工具和手段 。 同步電動機在結(jié)構(gòu)上大致有兩種：永磁同步電動機的轉(zhuǎn)子磁鋼的幾何形狀不同 ，使得轉(zhuǎn)子磁場在空間的分布可分為正弦波和梯形波兩種。根據(jù)永磁體在轉(zhuǎn)子上的位置的不同，永磁同步電動機主要可分為，表面式和內(nèi)置式。 3 3 永磁同步電機的直接轉(zhuǎn)矩控制 永磁同步電機的數(shù)學模型 直接轉(zhuǎn)矩控制是對定轉(zhuǎn)子磁鏈間的夾角也就是對轉(zhuǎn)矩角 δ 進行控制。 圖 31 PMSM在不同坐標系下的矢量圖 在建立 PMSM 數(shù)學模型前，先對 PMSM 作如下假設(shè)： 忽略電動機鐵心的飽和，不計電動機中的渦流和磁滯損耗，轉(zhuǎn)子無阻尼繞組，則永磁同步電機在 dq 坐標系下的基本方程如下： d d d fLi???? (1) q q qLi? ? (2) d s d d r qU R i P? ? ?? ? ? (3) q s q q r dU R i P? ? ???? (4) 3 ()2e p d q q dT n i i???? (5) dre m rdtT T J B? ??? ? (6) 式中 ： ψ d、ψ q 為定子磁鏈 d、 q 軸分量； Ld、 Lq 為定子繞組 d、 q 軸等效電感；id、 iq 為定子電流 d、 q 軸分量 ； Ud、 Uq 為定子電壓 d、 q 軸分量 ； ψ f 為轉(zhuǎn)子磁鏈 ；Rs 為定子繞組電阻 ； P 為微分算子 ； ω r 為轉(zhuǎn)子機械角速度 ； Te 為電磁轉(zhuǎn)矩； np 為電 4 機極對數(shù)； Tm 為負載轉(zhuǎn)矩； J 為電機轉(zhuǎn)動慣量； B 為粘滯系數(shù)。θ s 旋轉(zhuǎn) ， 設(shè)逆時針方向為正方向 。開關(guān)表中輸出量與輸入量的關(guān)系見附表 1， 其中 v(xxx)中 x=1 表示逆變器相應(yīng)相的上臂導通 ， 0 表示下臂導通。 附表 1 逆變器開關(guān)表 φ τ θ1 θ2 θ3 θ4 θ5 θ6 0 1 ν1（ 001） ν2（ 001） ν3（ 001） ν4（ 001） ν5（ 001） ν6（ 001） 0 ν0（ 000） ν7（ 111） ν0（ 000） ν7（ 111） ν0（ 000） ν7（ 111） 1 ν1（ 001） ν5（ 101） ν4（ 110） ν6（ 001） ν2（ 010） ν3（ 011） 1 1 ν6（ 001） ν2（ 010） ν3（ 011） ν1（ 001） ν5（ 101） ν4（ 110） 0 ν7（ 111） ν0（ 000） ν7（ 111） ν0（ 000） ν7（ 111） ν0（ 000） 1 ν5（ 101） ν4（ 110） ν6（ 001） ν2（ 010） ν3（ 011） ν1（ 001） 圖 33 空間電壓矢量和分區(qū) 6 用 φ 、 τ 分別表示電機磁鏈和轉(zhuǎn)矩的給定值和實際值的誤差狀態(tài) ， 當給定值比實際值大時狀態(tài)為 1， 否則狀態(tài)為 0， 則由 φ 、 τ 的狀態(tài)以及磁鏈所處分區(qū)的位置 ，便可按表 1 選擇開關(guān)電壓矢量 ， 并為了方便在 MATLAB/simulink 中實現(xiàn)查表的位置我們假設(shè)一個變量的到： 21S ??? ? ? （ 9）。 |us|是參考電壓空間矢量的幅值為直流母線電壓 。當需要增大電磁轉(zhuǎn)矩時，轉(zhuǎn)矩控制器輸出 1，逆變器輸出電壓所形成的空間電壓矢量使ψ s 向前轉(zhuǎn)動，由于電機的電磁時間 常數(shù)小于機電時間常數(shù)，使定子磁鏈轉(zhuǎn)速快于轉(zhuǎn)子磁鏈轉(zhuǎn)速，其結(jié)果是δ增大，增大了實際電磁轉(zhuǎn)矩。這兩個控制器的輸出共同確定開關(guān)表的輸出值，控制逆變器的pwm 波輸出 。 8 圖 34 永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 9 4 系統(tǒng)仿真模型的組建 仿真系統(tǒng) 本文主要是利用 Matlab 軟件進行仿真 ， Matlab 的含義是矩陣實驗室（ MatrixLaboratory）。 Matlab 包括被稱作工具箱（ Toolbox）的各類應(yīng)用問題的求解工具。除此之外， Simulink 還支持 Stateflow，用來仿真事件驅(qū)動過程。 10 （ 2）交互仿真 Simulink 框圖提供了交互
試題試卷相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1