关键词:
永磁同步电机
直接转矩控制
模糊PI控制
SVPWM技术
摘要:
永磁同步电机凭借其优势正在逐步替代轨道交通牵引传动系统中所使用的异步牵引电机,在新一代高速列车的牵引系统中有不小的发展潜能。而电机的研究重点是如何对其进行精准有效的控制,伴随着电力电子技术和调速控制理论的发展越来越先进,永磁同步电机的控制方式也随之在不断的改善和优化。永磁同步电机传统DTC(直接转矩控制)系统具有转矩响应快、结构简单、对电机参数依赖性较小等优势,但容易引起电机系统转速及转矩的脉动。本文以永磁同步电机为研究对象,将模糊控制思想和SVPWM(空间矢量脉宽调制技术)引入永磁同步电机直接转矩控制方式中,对传统直接转矩控制策略进行改进和优化。本论文首先介绍了永磁同步电机目前的应用状况以及直接转矩控制方式的特点和研究现状。接着在对永磁同步电机结构及工作原理介绍的基础上,分析了永磁同步电机的三种坐标系及其变换,建立数学模型。阐述了直接转矩控制思想,重点研究了永磁同步电机传统DTC系统的主要组成部分,并对永磁同步电机传统DTC系统的性能特点进行了分析总结。针对传统DTC系统的性能问题引入了模糊控制思想,研究了模糊控制系统的基本结构和控制原理,设计模糊PI控制器,并研究了SVPWM技术的工作原理及在永磁同步电机DTC系统上的实现过程,优化永磁同步电机直接转矩控制方式。最后利用仿真软件搭建永磁同步电机传统DTC系统、基于模糊PI控制的DTC系统、基于模糊PI控制和SVPWM控制DTC系统的仿真模型,进行仿真试验并对比仿真结果。验证了改进后的永磁同步电机直接转矩控制方式在电机速度发生变化或负载转矩突变时,系统的转矩脉动受到明显的抑制,同时速度性能提升,系统的整体控制性能得到了较大的改善。