王桂荣，张世桃

（中国计量学院 机电工程学院，杭州 310018)

永磁直线同步电机直接推力控制系统推力脉动的分析与优化

王桂荣，张世桃

（中国计量学院 机电工程学院，杭州 310018)

针对永磁直线同步电机（PMLSM）的传统直接推力控制（DTFC）系统中推力脉动的问题，推导了PMLSM的推力与电机功角的关系公式，并基于此公式分析了扇区划分方法对电机推力的影响。研究了采样频率和逆变器开关频率的关系对电机推力的影响。提出了一种限制逆变器开关频率的扇区细分的DTFC控制方法。在理论分析的基础上，建立了基于SIMULINK的仿真模型，对传统直接推力控制系统和优化后的直接推力控制系统进行了对比仿真，仿真结果表明该方法有效地减小了DTFC控制系统的推力脉动的幅值。

PMLSM；DTFC；扇区细分；逆变器开关频率；采样频率

0　引言

直接转矩控制由于其控制方式简单、便于实现全数字化控制、转矩响应快而得到了广泛关注[1]。直接推力控制（DTFC）则是在直接转矩控制（DTC）的基础上发展起来的一种专门用于直线电机的控制方法。文献[2,3]指出，在感应电机与永磁同步电机的DTC控制系统中，均会出现电压矢量对转矩的影响与期望不符的情况，从而造成不合理的转矩脉动。文献[5,6,8]提出了在异步电机的DTC控制系统中采用扇区细分的方法，但除了少量文章分析了其对称性原因外，其他文章并未做原因分析，未能指出扇区划分方法对转矩的影响。针对以上两个问题，本文推导了PMLSM的电磁推力与电机功角的关系，分析了直线电机中电压矢量对推力的影响，并从推力与功角关系的角度分析了扇区划分方法对电机推力的影响。……