一種減小永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制
系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩波動的開關(guān)表
李耀華1，劉衛(wèi)國1商蓓2，吳彥銳2，孟彥京2
(1．西北工業(yè)大學(xué)自動化學(xué)院，西安710072；2陜西科技大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，西安721000)
摘要：通過混合導(dǎo)通方式和將定子磁鏈圓劃分為12扇區(qū)，將1個扇區(qū)內(nèi)的非零可用電壓矢量提高至12個，根據(jù)電壓矢量對轉(zhuǎn)矩的作用，給出一種當永磁同步電機定子磁鏈幅值和轉(zhuǎn)矩控制要求矛盾時有利于減小不合理轉(zhuǎn)矩波動的開關(guān)表，并分析了其對轉(zhuǎn)子磁鏈運動的影響。仿真結(jié)果驗證了理論分析的正確性。
關(guān)鍵詞：永磁同步電動機；直接轉(zhuǎn)矩控制；電壓矢量；轉(zhuǎn)矩波動
0 引 言
近年來，直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)在永磁同步電機驅(qū)動中的應(yīng)用成為研究的熱點[1-3]。研究發(fā)現(xiàn)，感應(yīng)電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中因電壓矢量對轉(zhuǎn)矩的實際作用與開關(guān)表設(shè)定矛盾所引起的不合理轉(zhuǎn)矩波動在永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)同樣出現(xiàn)[4-7]。本文將可用電壓矢量數(shù)目提高至12，分析了表面式永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中電壓矢量對轉(zhuǎn)矩的作用，給出一種有利于減小轉(zhuǎn)矩波動的開關(guān)表。
1 12電壓矢量和12定子磁鏈扇區(qū)
采用3相和兩相混合導(dǎo)通技術(shù)可以得到12個非零電壓矢量，同時將定子磁鏈圓分為12個扇區(qū)。12非零電壓矢量和12定子磁鏈扇區(qū)如圖1所示。
根據(jù)電壓矢量與扇區(qū)初始線的夾角，可將這12個非零電壓矢量定義為V300，V300，…，V330。這些電壓矢量在1個扇區(qū)對定子磁鏈幅值Ψ和轉(zhuǎn)矩角δ的作用如表1所示。
這樣在1個扇區(qū)內(nèi)，可用非零電壓矢量數(shù)目達到12個，每個狀態(tài)可用電壓矢量數(shù)目達到3個，增加了開關(guān)表可選電壓矢量的數(shù)目。
表面式永磁同步電機轉(zhuǎn)矩方程為：
由式(1)可知，只要轉(zhuǎn)矩角不大于90。，Te>0，dt／dΨs>0和dTe／dδ>O成立，即定子磁鏈幅值或轉(zhuǎn)矩角的增減變化引起轉(zhuǎn)矩相同的增減變化。
由表1可知，當電壓矢量對定子磁鏈幅值和轉(zhuǎn)矩角的增減作用相同時，其對轉(zhuǎn)矩也是相同的增減作用，但當兩者矛盾時，需要從不同的電壓矢量中進行選擇。下文討論這些電壓矢量對轉(zhuǎn)矩的作用。
2電壓矢量作用
2．1 V120。，V150o和V180o
V120o對定子磁鏈的作用如圖2所示。
由圖2可知，施加V120o后，轉(zhuǎn)矩角和定子磁鏈幅值分別為：
式中，Δδs為定子磁鏈運動引起的轉(zhuǎn)矩角變化；△δr為轉(zhuǎn)子磁鏈運動引起的轉(zhuǎn)矩角變化；α為定子磁鏈與扇區(qū)初始線夾角(O<α<30。)；永磁體磁鏈恒定。
i>0即V120o增大轉(zhuǎn)矩,i<0即V120o減小轉(zhuǎn)矩.
如果忽略Δδf,設(shè)Δδs=1o,則可得V120o對轉(zhuǎn)矩的作用如圖3所示.
同樣仿真條件，V180。對轉(zhuǎn)矩的作用如圖5所示。由于在α=0。時施加V180。,上述關(guān)于轉(zhuǎn)矩角及磁鏈變化的等式不成立，故從α=5。開始仿真。
由圖3～圖5可知，V120 。增大轉(zhuǎn)矩的區(qū)域****，故當要求增大轉(zhuǎn)矩和減小定子磁鏈幅值時，永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制應(yīng)選擇V120 。相比 |
