永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的基本組成分析綜述永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)基本由以下幾個(gè)部分組成：(1)滯環(huán)控制器，其主要負(fù)責(zé)將實(shí)際的永磁同步電機(jī)定子磁鏈值，永磁同步電機(jī)的實(shí)際電磁轉(zhuǎn)矩值和定子磁鏈預(yù)測值，電磁轉(zhuǎn)矩值進(jìn)行比較并進(jìn)行決策，輸出決策值(2)開關(guān)表，其主要負(fù)責(zé)輸入永磁同步電機(jī)的定子磁鏈的偏差信號以及其電磁轉(zhuǎn)矩的偏差信號，通過輸入信號在開關(guān)表中找出相應(yīng)的空間電壓矢量并進(jìn)行輸出。(3)三相電壓型逆變電路(4)永磁同步電機(jī)(5)坐標(biāo)變換模塊，負(fù)責(zé)進(jìn)行坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換(6)定子磁鏈和電磁轉(zhuǎn)矩計(jì)算模塊(7)速度調(diào)節(jié)器，其輸入轉(zhuǎn)速差值，輸出電磁轉(zhuǎn)矩。將各個(gè)模塊組裝在一起，從而得到永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)圖，如下圖所示[16]圖3-5永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)框圖下面對永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)里幾個(gè)重要組成模塊進(jìn)行詳細(xì)的分析1.1滯環(huán)控制器永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的滯環(huán)控制器一共？分為兩類，正如上圖所示其一是永磁同步電機(jī)的定子磁鏈的滯環(huán)控制器[17]，其二就是其電磁轉(zhuǎn)矩的滯環(huán)控制器。滯環(huán)控制器的基本思想可以這樣理解，就以電磁轉(zhuǎn)矩的滯環(huán)控制器舉例，將電磁轉(zhuǎn)矩的給定值與實(shí)際輸出值進(jìn)行比較并射著一個(gè)容錯(cuò)值，如果實(shí)際的采樣值與電磁轉(zhuǎn)矩的給定值不一樣但其其差值沒有大于這個(gè)容錯(cuò)值，則信號輸出值變?yōu)?，如果實(shí)際的采樣值與電磁轉(zhuǎn)矩的給定值的差值大于了設(shè)定容錯(cuò)值，且采樣值小于給定值，則輸出信號1，相反如果實(shí)際的采樣值與電磁轉(zhuǎn)矩的給定值的差值大于了設(shè)定容錯(cuò)值，且采樣值大于給定值，則輸出信號-1.定子磁鏈的滯環(huán)控制器的原理與電磁轉(zhuǎn)矩的滯環(huán)控制器一樣只是容錯(cuò)值不一樣。其滯環(huán)控制器的目的無非在于當(dāng)給定值與采樣值差值過大時(shí)，輸出一個(gè)信號給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而減小給定值與采樣值之間的差值，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定的運(yùn)行。如果想用具體的函數(shù)表達(dá)式來解釋的滯環(huán)控制器的作用，則公式如下：τ=?=1在公式中3-12,3-13中各符號定義如下τ為永磁同步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩的偏差信號TeTeΔT?為永磁同步電機(jī)的定子磁鏈的偏差信號φsφsΔφ1.2空間電壓矢量的選擇在永磁同步電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中,需要對系統(tǒng)施加合適的空間電壓矢量才能控制系統(tǒng)運(yùn)行。因此首先要確定永磁同步電機(jī)的定子磁鏈所在的空間位置,針對定子磁鏈的所在的空間位置,選擇合適的空間電壓矢量,所以對復(fù)平面進(jìn)行扇區(qū)劃分顯得尤為重要，如下圖所示。圖3-6空間電壓矢量復(fù)平面扇區(qū)劃分圖如圖3-6所示，對復(fù)平面進(jìn)行了劃分，劃成六個(gè)扇區(qū)S=1，S=2…S=6.在每個(gè)扇區(qū)施加相同的空間電壓矢量效果或不同，甚至?xí)厝幌喾?，例如在S=1扇區(qū)內(nèi)施加基本空間電壓矢量u3,永磁同步電機(jī)定子磁鏈的幅值會減小，電磁轉(zhuǎn)矩也會增大，而在S=2扇區(qū)內(nèi)施加基本空間矢量u因此通過圖3-6對復(fù)平面的劃分，建立一個(gè)最優(yōu)的開關(guān)表[18]，如下所示。表3-2最優(yōu)開關(guān)表?τS=1S=2S=3S=4S=5S=61u2u3u4u5u10u1u2u3u-1u6u1u2u31u6u1u2u300u0u0u0u-1u4u5u6u1u3u4u5u-10u4u5u6-1u5u6u11.3電磁轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈模塊的計(jì)算定子磁鏈模塊：對于永磁同步電機(jī)的定子的計(jì)算，首先是估算其定子磁鏈，然后將定子磁鏈?zhǔn)噶哭D(zhuǎn)換到α-β坐標(biāo)系中，分別求出在α方向的定子磁鏈和在β方向的定子磁鏈，最終得到永磁同步電機(jī)定子磁鏈?zhǔn)噶康姆导捌渌奈恢媒?，具體公式推導(dǎo)如下所示。定子電壓方程：φ變換到α-β坐標(biāo)系中求解定子電壓方程：φφ由在α-β坐標(biāo)系下永磁同步電機(jī)的定子電壓方程，可以繼續(xù)得到以下方程：φθ=sin電磁轉(zhuǎn)矩模塊：由于可以估算永磁同步電機(jī)的定子磁鏈，再根據(jù)測量出來的電流