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-文庫吧資料
2024-09-04 15:22本頁面
【正文】 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 。進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，轉(zhuǎn)矩給定值與實際值之差落在轉(zhuǎn)矩控制器的滯環(huán)內(nèi)，轉(zhuǎn)速平均值也穩(wěn)定為同步轉(zhuǎn)速。當(dāng)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。主要包括電機轉(zhuǎn)速 pi 調(diào)節(jié)器、定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩觀測器、轉(zhuǎn)矩與磁鏈滯環(huán)比較控制器、最佳開關(guān)邏輯選擇表、逆變器等。 |us|是參考電壓空間矢量的幅值為直流母線電壓 。 將式 (8)的定子磁鏈增量 dψ s分解到α β軸系的兩坐標(biāo)軸上 , sin( ) sin( )sin( ) c o s( )s s s s s s ss s s s s s sd u t u td u t u t????? ? ?? ? ?? ? ????? ?? （ 10） 再利用 Clarke逆變換 ， 將式 (10)映射到定子三相坐標(biāo)系 A、 B、 C軸系上 ， 把定子磁鏈增量 sd? 分配到三相繞組 ， 如： s i n( )s i n3s i n3ABCsAsB s s s s sCssdtd u t u t?????????????? ? ? ?????? ? ? ?? ? ???? ? ? ?????? ? ? ?? ? ? ????????????? （ 11） 定子合成磁鏈?zhǔn)噶康脑隽吭诟飨嗬@組上的分量惟一地由參考電壓在該繞組上的作用時間決定 ， 參考電壓在各相繞組上的作用時間是定子合成磁鏈?zhǔn)噶?s? 空間位置角 s? 的函數(shù) ， 如 ： s i n ()sin3sin3ABCsss s s ss s sttt t utt???? ????????? ? ? ? ????? ????? ? ? ????? ? （ 12） 其中 s? 為定子合成磁鏈?zhǔn)噶肯?對于 A相繞組 (? 軸 )的空間角位移 。 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(dāng)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）。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)磁鏈來確定。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(dǎo)通 ， 0 表示下臂導(dǎo)通。 圖 32 轉(zhuǎn)矩增量與定子電壓空間矢量關(guān)系 定子磁鏈控制 5 在永磁同步電機中施加零電壓矢量時，定子磁鏈停止轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)矩幾乎維持恒定。θ s 旋轉(zhuǎn) ， 設(shè)逆時針方向為正方向 。 由于定子磁鏈的狀態(tài)比轉(zhuǎn)子磁鏈的狀態(tài)容易改變， 因此可以通過控制定子磁鏈的狀態(tài)來改變轉(zhuǎn)矩角，從而實現(xiàn)對轉(zhuǎn)矩的控制。 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 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(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)子機械角速度 ； Te 為電磁轉(zhuǎn)矩； np 為電 4 機極對數(shù)； Tm 為負(fù)載轉(zhuǎn)矩； J 為電機轉(zhuǎn)動慣量； B 為粘滯系數(shù)。其中要用到與轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)的 dq 坐標(biāo)系， d 軸正方向為轉(zhuǎn)子磁鏈方向；與定子同步旋轉(zhuǎn)的 xy 坐標(biāo)系， x 軸正方向為定子磁鏈方向 ；兩相 α β 靜止坐標(biāo)系， α 軸正方向與電機 a 軸重合。
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