开绕组永磁同步电机直接转矩控制低转矩脉动研究

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永磁同步电机具有高可靠性,高控制精度等优点,在机器人伺服控制以及航空航天等领域得到广泛的应用,但其性能也越来越无法满足日益提高的现代工业飞速发展的需求,于是开绕组永磁同步电机系统被提出,并被广泛应用于电动汽车等领域。直接转矩控制策略作为一种高性能控制策略具有简单的控制原理,良好的鲁棒性以及优秀的快速动态响应性能,同样受到学者广泛关注。本文对开绕组永磁同步电机系统电磁理论模型进行分析,应用直接转矩控制算法对其进行控制,以降低转矩脉动改善电机系统运行特性,通过理论分析、仿真计算和实验研究对产生的零序电流进行抑制,并着力减小直接转矩控制算法的转矩脉动,实现直接转矩控制算法对开绕组永磁同步电机系统的良好控制。建立基于双逆变器控制的开绕组永磁同步电机系统的数学模型,在该模型基础上分析直接转矩控制算法的可行性和优越性,并通过电压矢量图可以直观的描述控制算法的工作原理。为了降低转矩脉动,首先要对共直流母线开绕组永磁同步电机系统产生的零序电流进行抑制,改善相电流波形,通过分析其产生的原因,确定零序回路;根据零序电流产生的原因不同,分别进行反电动势谐波抑制和零序电压的抑制,对于不同电压矢量产生的零序电压,采用零矢量进行抑制,以期达到最优效果。根据分析的直接转矩控制转矩脉动的原因,利用双逆变器开绕组永磁同步电机系统的电压矢量多的特点,分别采用12扇区、五阶转矩滞环和无差拍预测控制的方法对转矩脉动进行抑制,对比分析得出最优的控制方法。我们用实验结果来证明本文算法的正确性和准确性,使用计算机软件进行建模仿真,并进行仿真参数优化,最后通过仿真结果与实验结果的比较,得到了与仿真相同的结论。
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