矩陣變換器驅(qū)動的永磁同步電機直接轉矩控制系統(tǒng)研究.pdf

1、MC(Matrix Converter,矩陣變換器)是一種新型交-交變頻器，具有能量可雙向流動、無中間大電感和大電容儲能環(huán)節(jié)、體積小、輸入功率因數(shù)能任意調(diào)節(jié)等顯著優(yōu)點，因此在電力電子與電力傳動行業(yè)中越來越受到國內(nèi)外眾多學者的關注。隨著電力電子開關器件制造技術、應用技術以及控制理論的快速發(fā)展，MC的研究日趨成熟，作為新興交-交變換器可替代傳統(tǒng)的交-交變換器；其應用場合遍及電機驅(qū)動、電機容錯、航空作動器、空間電源以及風力發(fā)電等領域。MC逐步

2、取代傳統(tǒng)交-直-交變換器的時代已經(jīng)到來。
　　PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor,永磁同步電機)體積小、效率高、功率密度高、結構簡單、節(jié)約能源，所以在工業(yè)、交通、軍事、航空等重要領域應用廣泛。對于PMSM驅(qū)動系統(tǒng)而言，磁場定向控制(Field Oriented Control, FOC)和直接轉矩控制(Direct Torque Control, DTC)是目前比較成熟的兩大控制方法。F

3、OC的固有電流內(nèi)環(huán)的存在影響了驅(qū)動系統(tǒng)響應性能，相比較而言，DTC省去了坐標變換，具有系統(tǒng)響應快速的特點，因而本文采用了DTC的方法與MC相結合。
　　主要研究內(nèi)容分為以下幾個方面：
　　(1)對MC的基本結構、工作原理進行分析，用MC替代傳統(tǒng)交-直-交變換器，設計了PMSM DTC系統(tǒng)，所設計的系統(tǒng)既保持了DTC快速響應的特點又使系統(tǒng)輸入側的功率因數(shù)得到提高。
　　(2)在系統(tǒng)負載轉矩和給定轉速變化的情況下設計了基于

4、滑模變結構速度控制器的MC驅(qū)動PMSM DTC系統(tǒng)。所設計的系統(tǒng)對給定轉速變化有較好的抗擾動能力。
　　(3)為了達到更好的控制效果，在系統(tǒng)負載轉矩和給定轉速變化的情況下利用自抗擾技術又設計了基于自抗擾速度調(diào)節(jié)器的MC驅(qū)動PMSM DTC系統(tǒng)。所設計的基于自抗擾速度調(diào)節(jié)器的系統(tǒng)對于負載轉矩變化和給定轉速變化均具有良好的抗擾動能力。
　　上述兩種方法所設計的速度調(diào)節(jié)器應用于PMSM DTC系統(tǒng)中均能提高系統(tǒng)抗負載擾動能力和跟蹤