矩陣變換器-永磁同步電機(jī)系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制.pdf

1、矩陣變換器-永磁同步電機(jī)系統(tǒng)以其在功率密度、運(yùn)行效率、響應(yīng)速度等方面的優(yōu)勢，在推動高端裝備制造的國產(chǎn)化、自主化過程中具有重要地位。本文針對矩陣變換器-永磁同步電機(jī)系統(tǒng)傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制策略輸入電流質(zhì)量偏低、轉(zhuǎn)矩磁鏈波動過大及開關(guān)頻率不固定問題，開展一系列研究，建立并提出了矩陣變換器-永磁同步電機(jī)系統(tǒng)評價體系，并基于評價體系提出了三種新型直接轉(zhuǎn)矩控制策略。
　　提出矩陣變換器-永磁同步電機(jī)系統(tǒng)評價體系。在評價體系的建立過程中，將矩陣變

2、換器和永磁同步電機(jī)統(tǒng)一建模，綜合運(yùn)用離散平均、統(tǒng)計分析等方法，逐步形成評價函數(shù)、影響因子等表現(xiàn)形式。評價體系揭示了變換器全部開關(guān)狀態(tài)到電機(jī)側(cè)轉(zhuǎn)矩、磁鏈及電網(wǎng)側(cè)無功電荷量的本質(zhì)非線性映射規(guī)律，為新型矩陣變換器-永磁同步電機(jī)系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制策略的提出奠定了理論基礎(chǔ)。
　　提出矩陣變換器-永磁同步電機(jī)系統(tǒng)主從矢量直接轉(zhuǎn)矩控制策略?；谠u價函數(shù)分析了變換器有效矢量對電機(jī)轉(zhuǎn)矩、磁鏈的控制規(guī)律，建立矩陣變換器開關(guān)表，提出主、從矢量選擇機(jī)制及相

3、應(yīng)的占空比計算方法。主從矢量策略可合理調(diào)配多個開關(guān)狀態(tài)，使電機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快速的動態(tài)響應(yīng)和精細(xì)、平滑的穩(wěn)態(tài)性能。
　　提出矩陣變換器-永磁同步電機(jī)系統(tǒng)占空比優(yōu)化直接轉(zhuǎn)矩控制策略。基于影響因子對主從矢量策略的占空比計算過程進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而提出一種簡易的占空比控制策略，探討了主從矢量策略與占空比優(yōu)化策略的控制特點(diǎn)。占空比優(yōu)化策略是一種理想的折中控制方案，具有計算簡單、魯棒性高、轉(zhuǎn)矩控制效果好等特點(diǎn)。
　　提出矩陣變換器-永磁同步電機(jī)系

4、統(tǒng)最優(yōu)矢量直接轉(zhuǎn)矩控制策略。基于影響因子開關(guān)表揭示了變換器全部開關(guān)狀態(tài)對電機(jī)側(cè)轉(zhuǎn)矩、磁鏈及電網(wǎng)側(cè)無功電荷量的控制規(guī)律，結(jié)合優(yōu)化控制理論建立目標(biāo)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)變換器開關(guān)狀態(tài)的擇優(yōu)選取。最優(yōu)矢量策略不僅結(jié)構(gòu)簡單、控制靈活，而且可合理利用變換器旋轉(zhuǎn)矢量，改善電機(jī)系統(tǒng)輸入、輸出波形質(zhì)量。
　　構(gòu)建一套高可靠性的矩陣變換器-永磁同步電機(jī)系統(tǒng)樣機(jī)，對傳統(tǒng)策略和三種新型控制策略進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明，三種新型控制策略均可有效解決傳統(tǒng)策略存在的問題，