论文混合动力工程机械永磁同步电机控制策略是大学硕士与本科混合动力毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写混合动力方面论文范文。
摘 要：针对混合动力工程机械永磁同步电动机直接转矩控制系统电磁转矩脉动过大的缺点,在详细分析影响磁链和转矩脉动大小因素的基础上,重新建立了基于SVM调制的永磁同步电机直接转矩的控制框图,在MATLAB/Simulink中对传统永磁同步电机直接转矩控制和改进后的转矩控制系统方法进行了仿真对比研究,结果表明,新的系统能有效减少转矩和磁链的脉动,最后进行了实验验证.
关键词：SVM脉宽调制;转矩控制;磁连控制;电磁脉动
1 概述
电机控制策略混合动力工程机械最为重要的组成之一,它直接影响整机的安全性、速度、作业效率和能源消耗.本文研究的混合动力电力驱动单元集牵引、制动、变速功能为一体,满足不同状况下的运行要求,是混合动力牵引部分的核心部件,直接影响到整机的动力性和经济性.因此对永磁同步电机控制策略进行研究具有重要的意义.
永磁同步电机的直接转矩控制以其控制方式简单、转矩响应快的优点得到了广泛的应用.直接转矩控制法是利用空间矢量、定子磁场定向的分析方法,直接在定子交流坐标系下分析感应电机的数学模型、估算定子磁链和输出转矩,采用离散的滞环比较器,把输出转矩和定子磁链大小的波动限制到允许的合理范围内,并直接对逆变器的开关进行控制,以获得高动态性能的转矩输出.
虽然直接转矩控制具有控制简单,响应迅速的优点,但是直接转矩控制法在实施电磁转矩及磁链滞环控制时,电机转矩不可避免地存在脉动,会直接影响电机低速运行的平稳性和调速范围.但是在高精确度、高性能PM伺服驱动系统中,对于转矩脉动有很高的要求,因此很多人在减少DTC控制的转矩脉动方面都进行了积极研究.减少转矩脉动最直接的方法就是将六边形定子磁链轨迹进行细分,使之更接近圆形,从而减小输出转矩的脉动,但这样会增加开关状态,同时使硬件的结构更复杂和成本也增加.因此,改进控制策略就变的更加重要,文献提出了一种基于离散定子电流和磁链的无差直接转矩控制;文献采用空间电压矢量调制技术,利用相邻电压空间矢量和零电压矢量进行组合,实现转矩、磁链误差的精确补偿,进而达到减小转矩脉动目的,实现对磁链工作扇区的判别以及对电压空间矢量调制技术中复杂的数学和逻辑计算.本文针对永磁同步电机传统的直接转矩控制转矩和磁链脉动进行了分析,结合电机模型提出了一种基于SVPWM占空比调制的永磁同步电机直接转矩控制.在直接转矩控制的基础上,根据SVPWM控制的矢量原理对磁链作用的时间进行控制,分析表明, 该方法相对于传统控制方法可对磁链和转矩进行更准确的控制,降低磁链与转矩脉动,定子磁链的动态控制无需电流控制器,开关频率恒定,不必依赖于电机参数,实验结果验证了其有效性.
2 传统的PM的DTC控制
2.1永磁同步电机数学模型
永磁同步电机电压模型：
[ （1）]<D：＼123456＼中小企业管理与科技·下旬刊201510＼1-297＼36-1.jpg>
磁链方程：
<D：＼123456＼中小企业管理与科技·下旬刊201510＼1-297＼36-2.jpg>[（2）]
转矩方程简明的形式：
<D：＼123456＼中小企业管理与科技·下旬刊201510＼1-297＼36-3.jpg>（3）
式中：ud、uq、id、iq为d、q坐标系下的定子电压、电流;<D：＼123456＼中小企业管理与科技·下旬刊201510＼1-297＼36-3.jpg>d和<D：＼123456＼中小企业管理与科技·下旬刊201510＼1-297＼36-3.jpg>q为d、q坐标下的定子绕组磁链;Ld和Lq为d、q坐标下的定子绕组电感;ωe为转子的电角速度;p为永磁体极对数,ωm为转子机械角速度;<D：＼123456＼中小企业管理与科技·下旬刊201510＼1-297＼36-3.jpg>f为转子励磁磁链,θ定子磁链与转子磁链之间的夹角,即磁通角;<D：＼123456＼中小企业管理与科技·下旬刊201510＼1-297＼36-3.jpg>μ定子磁链;<D：＼123456＼中小企业管理与科技·下旬刊201510＼1-297＼36-3.jpg>r转子磁链.
从式（3）可以看出,转矩的大小与、转子磁链幅值、定子磁链幅值和磁通角θ正切值的积成正比.实际操作中,为充分利用电动机铁心,保持定子磁链幅值为额定值;转子磁链的幅值由负载决定;我们可以通过改变磁通角θ来控制定子磁链的旋转速度,来控制电动机转矩.
2.2 电枢磁链和输出转矩的估算
用定子电压和定子电流来确定定子磁链的方法叫u-i模型法：
<D：＼123456＼中小企业管理与科技·下旬刊201510＼1-297＼36-4.jpg>（4）
u-i模型法只有在us（t）-is（t）Rs的值较大时才能提供正确的结果.其误差主要取决于电阻Rs,基于这个原因,u-i模型在30%额定转速以下,特别是在10%额定转速以下时,无法准确地确定定子磁链.
为了获得电磁转矩的偏差,需要知道电磁转矩的实际值.同电枢磁链一样,因为电磁转矩不易直接检测,我们可以根据电枢磁链、电枢电流和电磁转矩之间的关系,通过下式来计算当前的电磁转矩：
<D：＼123456＼中小企业管理与科技·下旬刊201510＼1-297＼36-5.jpg>（5）
2.3 直接转矩控制框图
直接转矩控制的控制方法就是通过电压空间矢量来控制定子磁链的旋转速度,进而改变磁通角的大小,从而可以控制电动机转矩.
永磁同步电机直接转矩控制系统的方框图如下图1所示.由于电枢磁链和输出转矩通常都不会直接检测到,因此用于计算<D：＼123456＼中小企业管理与科技·下旬刊201510＼1-297＼36-2.3.jpg>和<D：＼123456＼中小企业管理与科技·下旬刊201510＼1-297＼36-2.3.1.jpg>的电枢磁链大小和输出转矩采用估算值.转矩给定值Te*与估计转矩Te相对比,经转矩滞环比较器得到转矩控制信号ΔT;定子磁链
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参考文献：
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