基于電流預(yù)測的永磁同步電機矢量控制算法研究.pdf

1、近年來，我國加快了節(jié)能減排和環(huán)境保護的步伐，永磁同步電機以其高效節(jié)能的優(yōu)點在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，但傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制穩(wěn)態(tài)精度低，傳統(tǒng)矢量控制動態(tài)響應(yīng)慢，因此研究和發(fā)展高性能的永磁同步電機模型預(yù)測控制系統(tǒng)在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域具有重要的實用價值和戰(zhàn)略意義。
　　本文以隱極式正弦波永磁同步電機為研究對象，以提高永磁同步電機控制方法的動態(tài)響應(yīng)速度和穩(wěn)態(tài)精度為研究目標(biāo)，開展了基于傳統(tǒng)矢量控制和空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)的永磁同步電機死區(qū)

2、效應(yīng)在線補償方法研究和基于電流預(yù)測的永磁同步電機矢量控制研究。具體內(nèi)容如下:
　　以永磁同步電機的基本工作原理為基礎(chǔ)，推導(dǎo)了永磁同步電機在三種坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。分析了永磁同步電機基于轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制方法和SVPWM的實現(xiàn)過程，完成了永磁同步電機傳統(tǒng)矢量控制系統(tǒng)的計算機仿真驗證。
　　針對在電壓源型逆變器驅(qū)動的永磁同步電機系統(tǒng)中，開關(guān)器件的死區(qū)效應(yīng)會導(dǎo)致電機電流畸變，從而引起電機轉(zhuǎn)矩波動和損耗增加的問題，詳細推導(dǎo)了死區(qū)

3、效應(yīng)對IGBT導(dǎo)通時間和輸出相電壓波形的影響，利用反并聯(lián)二極管的續(xù)流特性，并結(jié)合永磁同步電機d軸電流給定為零的矢量控制，提出了基于q軸電流誤差的死區(qū)效應(yīng)在線補償方法，所提方法無需電機和逆變器的精確模型，且未增加硬件電路。通過MATLAB/Simulink仿真驗證了所提死區(qū)補償策略能夠較好地改善死區(qū)效應(yīng)。
　　為提高永磁同步電機的動靜態(tài)性能，將模型預(yù)測與傳統(tǒng)矢量控制相結(jié)合，以電流預(yù)測控制取代矢量控制中的電流PI環(huán)，完成了基于電流預(yù)測

4、的永磁同步電機矢量控制研究。通過MATLAB/Simulink仿真驗證了單矢量電流預(yù)測控制、雙矢量電流預(yù)測控制和無差拍電流預(yù)測控制在提高動態(tài)響應(yīng)速度和穩(wěn)態(tài)精度方面的優(yōu)越性，其中無差拍電流預(yù)測控制的動態(tài)響應(yīng)速度最快且穩(wěn)態(tài)精度最高。
　　最后，在小功率永磁同步電機實驗平臺上，對傳統(tǒng)死區(qū)補償方法與本文提出的在線補償方法進行了對比實驗研究，驗證了本文提出的死區(qū)效應(yīng)在線補償方法可有效降低死區(qū)效應(yīng)引起的電機轉(zhuǎn)速波動和定子電流畸變，提高電流正弦