:1005—7277(200805—0018—042008年第30卷第5期第18页电气传动自动化ELECTRICDRIVEAUTOMATIONVol.30,No.52008,30(5:18~211引言直接转矩控制(DTC是一种新型的高性能交流传动控制技术,它摒弃了矢量控制复杂的解耦思想,直接将电机的定子磁链和电磁转矩作为控制量,根据设定磁链和转矩与实际值的偏差直接选择开关表中的电压矢量。相对于矢量控制复杂的坐标变换,直接转矩控制方式简单、计算量小、转矩响应快,易于数字化实现。现阶段,直接转矩控制已经由最初的用于异步电机拓展到永磁同步电机(PMSM。虽然直接转矩控制简化了系统结构,减小了对电机参数的依赖,但存在转矩和磁链的脉动,在低速时这一现象更为明显。针对直接转矩固有的问题,国内外学者提出了很多解决方案,文献[4]提出采用无差拍方式控制转矩和磁链,控制算法复杂,需要大量在线计算,同时需要电机精确参数;文献[5]提出采用离散空间电压矢量的方法,针对不同转速使用不同的电压矢量,整个控制系统复杂,同时开关频率也不固定;文献[6]提出采用模糊控制器替代传统的滞环控制器,由于电压空间矢量数量的局限,无法在本质上解决脉动问题。本文针对永磁同步电机,综合矢量控制的特点,提出一种基于空间矢量脉宽调制永磁同步电机新型直接转矩控制系统,其中PI调节器取代转矩和磁链的滞环控制器,空间矢量脉宽调制(SVM取代开关表,同时为了提高系统性能,模糊控制被用于系统中。文中在Matlab环境下建立永磁同步电机新型直接转矩控制系统仿真模型并进行仿真研究。仿真结果表明,本文提出的控制方案明显减小电机转矩和磁链的脉动,使逆变器获得固定的开关频率,改善系统性能。2永磁同步电机数学模型永磁同步电机新型直接转矩控制系统设计王剑1,张绍勇1,宋小安2,路天航1(1.河海大学电气工程学院,南京210098;2.南京第14研究所,南京210013摘要:针对传统的直接转矩控制转矩脉动大、开关频率不恒定等问题,在分析永磁同步电机数学模型的基础上,综合矢量控制的特点,提出一种基于空间矢量脉宽调制的新型直接转矩控制系统,用PI调节器取代滞环控制器,用空间矢量脉宽调制取代开关表。同时为了提高系统性能,模糊控制被应用于该系统。在Matlab环境下建立永磁同步电机新型直接转矩控制系统仿真模型并进行仿真研究,仿真结果证明了新型直接转矩控制系统设计可行有效,在提高系统响应速度的同时,能有效减小转矩和磁链的脉动,改善控制系统的性能。关键词:直接转矩控制;空间矢量脉宽调制;模糊控制;永磁同步电机:TM341文献标识码:ADesignofnoveldirecttorquecontrolsystemforPMSMWANG激an1,ZHANGShao-yong1,SONGXiao-an2,LUTian-hang1(1.InstituteofElectricalEngineering,HohaiUniversity,Nanjing210098;2.Nanjing14thInstitute,Nanjing210013,ChinaAbstract:Tosolvetheproblemsoftorquerippleandinconstantinverterswitchingfrequencyintheconventionaldirecttorquecontrol(DTC,anovelDTCmethodusingspacevectorpulsewidthmodulation(SVMisproposedbasedonanalysisofpermanentmagnetsynchronousmotor(PMSMmathematicalmodel.HysteresiscontrollerissubstitutedbyPIcontrollerandswitchtableissubstitutedbySVM.Inordertoimprovesystemperformance,fuzzycontrolisusedinthesystem.PMSMdrivesimulationmodelwithnovelDTCiscreatedandstudiedbyusingMATLAB.ThesimulationresultsdemonstratethefeasibilityandvalidityoftheproposedDTCsystem.ThenovelDTCsystemmayexpeditesystemresponse,effectivelyreducetorqueandfluxrippleandimprovesystemperformance.KeyWords:DTC;SVM;fuzzycontrol;PMSMSaSbScUaUbUcUk000000U0001-Udc/3-Udc/32Udc/3U1010-Udc/32Udc/3-Udc/3U2011-2Udc/3Udc/3Udc/3U31002Udc/3-Udc/3-Udc/3U4101Udc/3-2Udc/3Udc/3U5110Udc/3Udc/3-2Udc/3U6111U7表1不同开关组合电压向量表永磁同步电机在d、q坐标系下的数学模型定子磁链方程为:ψd=Ldid+ψf(1ψq=Lqiq(2定子电压方程:Ud=dψddt-ψqpnωr+rid(3Uq=dψqdt+ψdpnωr+riq(4电磁转矩方程:Tem=3pnψs4LdLq2ψfLqsinδ-ψs(Lq-Ldsin2δ(5dTem=3pnψsdq2ψfLqcosδ-2ψs(Lq-Ldcos2δdδdt(6式中:Ld,Lq为d,q轴电感;ψ...