电机厂家难道没有人尝试过直接转矩控制永磁同步电机的建模与仿真

  • 科研进展
  • 2025年01月04日
  • 电机厂家,你知道吗,PMSM的直接转矩控制(DTC)技术一直是研究者们关注的话题?尤其是在应用DTC策略来提高电机快速转矩响应的方面。然而,在教学过程中,我们发现永磁同步电机(PMSM)的DTC理论并不是很容易理解,而且建模也比较困难。这就是为什么我们决定详细介绍PMSM DTC系统在MATLAB/Simulink中的建模方法。 首先,我们基于PMSM在αβ坐标系下的数学模型

电机厂家难道没有人尝试过直接转矩控制永磁同步电机的建模与仿真

电机厂家,你知道吗,PMSM的直接转矩控制(DTC)技术一直是研究者们关注的话题?尤其是在应用DTC策略来提高电机快速转矩响应的方面。然而,在教学过程中,我们发现永磁同步电机(PMSM)的DTC理论并不是很容易理解,而且建模也比较困难。这就是为什么我们决定详细介绍PMSM DTC系统在MATLAB/Simulink中的建模方法。

首先,我们基于PMSM在αβ坐标系下的数学模型,将采样到的三相定子电流和电压通过坐标变换送入磁链和转矩估算模型。这些数据结合了电机转子的位置、磁链和转矩误差信号,然后选择逆变器开关矢量,以达到调速的目的。在不同的转速和负载条件下,我们对系统进行了仿真,并且结果显示,该系统具有出色的速度、磁链和转矩响应,这验证了我们的模型有效性,同时也为PMSM DTC的软硬件设计提供了理论基础。

关键词:PMSM;DTC;仿真

引言

随着电力电子技术、微型计算机技术、稀土永磁材料以及控制理论的飞速发展,永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor, PMSM)因为体积小、重量轻、高效率、高转动惯量、小可靠性等优点而越来越广泛地被应用到各种领域中。在这种背景下,将DTC策略应用于PMSM控制中,以提高快速轉矩響應成为研究者的热门课题。

直接轉矩控制技術於20世紀80年代由德國學者Depenbrock及日本學者Takahashi首次提出,用於異步電機之後90年代由Zhong.L, RahmanMF, Hu.YW等學者提出適用於PM-SMC(Permanent Magnet Synchronous Motor)的Direct Torque Control理論[6]。這種基本思想是將電機給定的轉速與實際轉速之間誤差經過PI調節器輸出為轉矩給定的信號;同時系統根據檢測到的三相定子電流與電壓值利用無功吸合與有功輸出的模式分別計算電機內部狀態,並通過PI調節器使得實際狀態趨向給定的狀態。

由于對于即时给定速度与实际速度之间误差对于调整整个系统性能至关重要,为了获得满意的精确度,对这个过程进行最准确地仿真是非常必要的一种工具。此外,由于输入输出关系复杂,不同参数变化对结果影响巨大,因此需要大量实验以验证上述假设是否成立。本文将使用MATLAB/Simulink软件环境对此类问题进行详细分析,并且展示如何通过编程实现一个简单但实用的直观界面,使得用户可以更方便地操作与观察实验结果,从而加深对该系统工作原理理解。

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