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一种新型永磁同步电动机滑模变结构直接转矩控制系统

2011-02-27周扬忠周建红

电源学报 2011年1期

周扬忠,钟 技,周建红

(福州大学 电气工程与自动化学院,福州,350108)

1 引言

永磁同步电动机具有效率高等优点而获得广泛应用。1996年左右,zhong L,Hu Y W等人提出永磁同步电动机(PMSM)直接转矩控制(DTC)理论,实现了永磁同步电动机直接转矩控制方案,并且成功地拓展到了弱磁恒功率范围[1-2]。转矩和磁链双滞环型传统DTC具有转矩响应迅速、结构简单等突出优点;同时也具有稳态转矩脉动大、开关频率不恒定等缺点。为了改善这些缺点,学者们提出了一些改进型直接转矩控制策略,可以将这些改进型DTC控制策略分为如下几类 (由于异步电动机中改进型DTC思想对永磁同步电动机DTC发展具有一定的借鉴作用,故以下将改进型异步电动机和永磁同步电动机DTC一并进行分类):

(1)根据磁链和转矩误差优化运动电压矢量作用型DTC。例如文献[3]利用两个互差180°的三角波对经过PI转矩控制器的转矩误差进行调制,得到的电压矢量作用时间随转矩误差大小成正比变化,从而减小了转矩脉动。

(2)离散空间电压矢量调制型DTC。例如文献[4]用等时间间隔合成方式产生更加丰富的电压矢量输出。值得注意的是上述(1),(2)两类DTC仍然采用开关表查询方式,所以对转矩脉动的减小是有限的。

(3)采用多电平或多电压矢量输出型变换器。例如文献[5]异步电动机DTC系统主回路采用了三电平电压型逆变器,但这样无疑增加了DTC系统控制的复杂性。

(4)基于空间电压矢量连续调制型DTC。例如文献[6,7]采用转矩PI调节器控制定子磁链矢量在空间上旋转角度,进而对转矩进行调节。……

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