【正文】 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(lái)的一種新型交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速策略 ， 其基本思想是根據(jù)交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩要求 ， 直接選擇合適的定子電壓空間矢量 ， 實(shí)現(xiàn)交流電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的快速響應(yīng) 。 由于電機(jī)轉(zhuǎn)矩和磁鏈的計(jì)算對(duì)控制系統(tǒng)性能影響較大，為了獲得滿意的轉(zhuǎn)矩計(jì)算 ， 仿真研究是最有效的工具和手段 。根據(jù)永磁體在轉(zhuǎn)子上的位置的不同，永磁同步電動(dòng)機(jī)主要可分為，表面式和內(nèi)置式。 圖 31 PMSM在不同坐標(biāo)系下的矢量圖 在建立 PMSM 數(shù)學(xué)模型前，先對(duì) PMSM 作如下假設(shè)： 忽略電動(dòng)機(jī)鐵心的飽和，不計(jì)電動(dòng)機(jī)中的渦流和磁滯損耗，轉(zhuǎn)子無(wú)阻尼繞組，則永磁同步電機(jī)在 dq 坐標(biāo)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(jī)械角速度 ； Te 為電磁轉(zhuǎn)矩； np 為電 4 機(jī)極對(duì)數(shù)； Tm 為負(fù)載轉(zhuǎn)矩； J 為電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量； B 為粘滯系數(shù)。開(kāi)關(guān)表中輸出量與輸入量的關(guān)系見(jiàn)附表 1， 其中 v(xxx)中 x=1 表示逆變器相應(yīng)相的上臂導(dǎo)通 ， 0 表示下臂導(dǎo)通。 |us|是參考電壓空間矢量的幅值為直流母線電壓 。這兩個(gè)控制器的輸出共同確定開(kāi)關(guān)表的輸出值，控制逆變器的pwm 波輸出 。 Matlab 包括被稱作工具箱（ Toolbox）的各類(lèi)應(yīng)用問(wèn)題的求解工具。 10 （ 2）交互仿真 Simulink 框圖提供了交互性很強(qiáng)的非線性仿真環(huán)境。其中包括它包括 3/2變換、磁鏈估算和轉(zhuǎn)矩估算等子系統(tǒng) 。 m2。轉(zhuǎn)速迅速達(dá)到給定值 500rad/s，在 負(fù)載轉(zhuǎn)矩發(fā)生變化時(shí)，轉(zhuǎn)速有微小的震蕩后回到給定值；從電流波形可看出 ： 三相電流按正弦規(guī)律變化，說(shuō)明電機(jī)的運(yùn)行是正常的，在 定子電流發(fā)生變化 ， 可以看出此控制系統(tǒng)響應(yīng)快，穩(wěn)定性好，抗干擾性能高，仿真波形與理論分析情況一致。除了文中特別加以標(biāo)注 引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)大概持續(xù)了半年，現(xiàn)在終于到結(jié)尾了。再次對(duì)周巍老師表示衷心的感謝。 學(xué)友情深，情同兄妹。 。 在我的十幾年求學(xué)歷程里，離不開(kāi)父母的鼓勵(lì)和支持，是他們辛勤的勞作，無(wú)私的付出，為我創(chuàng)造良好的學(xué)習(xí)條件，我才能順利完成完成學(xué)業(yè)，感激他們一直以來(lái)對(duì)我的撫養(yǎng)與培育。 另外，我還要感謝大學(xué)四年和我一起走過(guò)的同學(xué)朋友對(duì)我的關(guān)心與支持，與他們一起學(xué)習(xí)、生活，讓我在大學(xué)期間生活的很充實(shí)，給我留下了很多難忘的回憶。經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè) 計(jì)，我的能力有了很大的提高，比如操作能力、分析問(wèn)題的能力、合作精神、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)等方方面面都有很大的進(jìn)步。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 這為進(jìn)一步分析和設(shè)計(jì)永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)提供了有效的手段和工具。在 t= 突加 4n 圖 41 基于 MATLAB/simulink 的 PMSM DTC 系統(tǒng)的仿真模型 區(qū)段判斷的實(shí)現(xiàn) 定子磁鏈?zhǔn)噶克诘膮^(qū)段我們可以根據(jù)磁鏈在 α — β 坐標(biāo)上的分量進(jìn)行判定 ，由 ψ α 的正負(fù)確定定子磁鏈?zhǔn)噶康南笙?， 再由 α tan(ψ β ψ α )決定定子磁鏈?zhǔn)噶康木唧w位置 ， 其實(shí)現(xiàn)模塊如圖 5 所示 。仿真結(jié)果可以在運(yùn)行的同時(shí)通過(guò)示波器或者圖形窗口顯示。 Simulink 是基于 Matlab 的框圖設(shè)計(jì)環(huán)境，可以用來(lái)對(duì)各種動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、分析和仿真，它的建模范圍廣泛 ， 可以針對(duì)任何能用數(shù)學(xué)來(lái)描述的系統(tǒng)進(jìn)行建模，例如航空航天動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)、衛(wèi)星控制制導(dǎo)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、船舶及汽車(chē)等，其中包括了連續(xù)、離散 ， 條件執(zhí)行 ， 事件驅(qū)動(dòng) ， 單速率 、 多速率和混雜系統(tǒng)等 。一個(gè)周期內(nèi)每個(gè)橋臂只有一個(gè)功率開(kāi)關(guān)動(dòng)作一次 ， 具有恒定的開(kāi)關(guān)頻率 ， 實(shí)際是一種恒頻脈寬調(diào)制方式。主要包括電機(jī)轉(zhuǎn)速 pi 調(diào)節(jié)器、定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器、轉(zhuǎn)矩與磁鏈滯環(huán)比較控制器、最佳開(kāi)關(guān)邏輯選擇表、逆變器等。θ區(qū)域的劃分是以α β坐標(biāo)系的α軸為基準(zhǔn)確定的 ， 因此定子磁鏈的位置可用其α β軸分量 ψ α 、 ψ β 估算的定子旋轉(zhuǎn)磁鏈來(lái)確定。 由于定子磁鏈的狀態(tài)比轉(zhuǎn)子磁鏈的狀態(tài)容易改變， 因此可以通過(guò)控制定子磁鏈的狀態(tài)來(lái)改變轉(zhuǎn)矩角，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)矩的控制。這種永磁電機(jī)的重要特點(diǎn)是直、交軸的主電感不相等。 2 2 永磁同步電動(dòng)機(jī)的原理 永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度與定子繞組所產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度是一樣的。 目 錄 1 緒論 ............................................................................................................................... 1 2 永磁同步電動(dòng)機(jī)的原理 ............................................................................................... 2 3 永磁同步電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制 .............................................