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车辆驱动用永磁同步电机直接转矩控制策略研究
| 论文题名： | 车辆驱动用永磁同步电机直接转矩控制策略研究 |
| 关键词： | 汽车永磁同步电机;直接转矩控制策略;定子磁链自适应算法;转矩波动 |
| 摘要： | 随着科学技术的发展，电子电力技术及其控制理论技术越来越成熟，永磁同步电机被越来越多的使用在车用驱动电机上。由于永磁同步电机直接转矩控制控制策略（DTC）滞环控制器和给定定子磁链为恒值的影响，导致控制系统转矩波动较大，效率较低。因此本文以永磁同步电机直接转矩控制策略为研究对象，提出定子磁链自适应直接转矩控制算法，降低其转矩波动，并提高车辆驱动控制系统的工作效率。 首先，对滞环直接转矩控制策略进行研究，并搭建控制系统仿真模型，仿真结果表明滞环直接转矩控制的转矩波动较大。针对其转矩波动较大的问题，提出基于空间电压矢量调制的直接转矩控制策略（SVM-DTC），并对其进行研究和分析，用空间电压矢量模块代替滞环电压开关表，降低滞环 DTC 控制系统的转矩波动，仿真结果表明 SVM-DTC控制策略相比于滞环DTC控制，其转矩波动有明显减小。 然后，针对SVM-DTC控制系统的给定定子磁链为恒值，可能会导致电机驱动系统效率较低，采用直接转矩控制系统的最大转矩电流比（MTPA）控制方法，利用永磁同步电机电流、转矩与磁链三者之间的关系，进行定子磁链自适应直接转矩控制。该控制策略的给定定子磁链可以根据负载转矩的变化而变化，通过比较转矩波动和定子电流幅值等，表明定子磁链自适应直接转矩控制不仅可以保持原来SVM-DTC控制的低转矩波动，在恒转矩下还可以有效降低定子电流，提高车辆驱动控制系统的工作效率。 最后，搭建NI PXI硬件在环仿真实验平台，利用STM32F103电机控制器和LabVIEW软件对定子磁链自适应直接转矩控制系统进行 HIL 实验，并进行控制系统软件开发设计，验证该算法的有效性和稳定性。搭建电机台架实验平台，进行永磁同步电机直接转矩控制系统的台架实验，实验结果表明定子磁链自适应控制系统可以有效提高驱动控制系统的工作效率。 |
| 作者： | 朋云皓 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 殷德军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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