社会应用中的永磁同步电机直接转矩控制模型与仿真研究聚焦于电机定子和转子的协同作用

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  • 2025年04月13日
  • 随着电力电子技术、微型计算机技术、稀土永磁材料和控制理论的飞速发展,PMSM具有体积小、重量轻、效率高、转动惯量小、可靠性高等优点已获得越来越广泛的应用,将DTC策略应用于PMSM控制中,以提高电机的快速转矩响应,成为研究者关注的课题。 直接转矩控制理论于20世纪80年代由德国学者M.Depenbrock和日本学者I.Takahashi首先针对异步电动机提出,90年代由Zhong.L

社会应用中的永磁同步电机直接转矩控制模型与仿真研究聚焦于电机定子和转子的协同作用

随着电力电子技术、微型计算机技术、稀土永磁材料和控制理论的飞速发展,PMSM具有体积小、重量轻、效率高、转动惯量小、可靠性高等优点已获得越来越广泛的应用,将DTC策略应用于PMSM控制中,以提高电机的快速转矩响应,成为研究者关注的课题。

直接转矩控制理论于20世纪80年代由德国学者M.Depenbrock和日本学者I.Takahashi首先针对异步电动机提出,90年代由Zhong.L,RahmanMF,Hu.YW等学者提出PMSMDTC理论[6]。其基本思想是将电机给定转速和实际转速的误差,经PI调节器输出作为转矩的给定信号;同时系统根据检测的电机三相定子電流及電壓值通過坐標變換送入磁链與轉矩估算模型,再結合電機轉子位置,計算出磁链與轉矩誤差信號;最後根據這些狀態選擇逆變器開關矢量,使得電機能夠按照控制要求調節輸出轉矩,最终達到調速目的。

為了獲得滿意的轉矩計算,並驗證該系統性能,本文利用MATLAB/Simulink仿真工具對PMSMDTC系統進行詳細模擬。在仿真過程中,我們詳細介紹了DTC系統中各個控制單元搭建方法,以及如何在不同的工作條件下(如改變速度或突增負荷)進行調整以確保系統穩定性並且能夠有效地實現任意速度下的精確追蹤。

本文還討論了如何將此種DTC理論應用於實際社會應用中,如工業自動化領域中的車床設備或醫療設備等,這些設備需要高速、高精度且可靠性的運動性能。本文提供了一個基礎框架,用於設計和開發這樣類型產品,並對相關技術進一步完善。此外,本文也強調了未來研究方向,即如何優化傳統DTC策略以更好地適應不同社會環境需求,以及如何集成新興技術(如人工智能、大數據分析)來提升整體性能。