一旦电机的运转速度可以被实时辨识时,那么将会很容易的处理速度传感器所带来的问题。岂止至今,在实际应用中有两种方法可以很好的解决这一问题,其中一个是参考模型的自适应法,剩下一个是基于神经网络辨识法[7-8]。
1。4 本文研究主要内容
本文重点针对对直接转矩控制系统的研究进行仿真探究。其中本文的第二章主要把PMSM的结构进行介绍与分类,并推导出它在各个坐标系下的数学模型。第三章介绍了如何在永磁同步电机上进行直接转矩控制的具体应用,进一步分析讲解了永磁同步电机直接转矩控制的系统,并说明讲解了该系统的各个重要组成部分。第四章介绍了直接转矩控制在MATLAB下的仿真模型,并具体分析了仿真的结果,比较其优缺点。本文最后是结论章节,对前面四章的内容进行简单总结,其中特别是对仿真结果进行分析与归纳,最后得出本文的结论。
第二章 永磁同步电机概述
2。1 永磁同步电机
2。1。1 永磁同步电机的分类
根据永磁体在电机转子上安装的具体的位置的不同,通常情况下可以将永磁同步电机分为以下三大类:嵌入式、内插式和表面式,如下图2-1所示。因为转子在永磁同步电机安装方式的差别,永磁体的装入的方法与位置对电动机的各方面的性能影响都很大,因此这三种永磁同步电动机各有它们的优缺点。
(a)表面式 (b)内插式 (c)嵌入式
图2-1 永磁同步电机的分类
通过上图可以发现得出永磁同步电机的表面式结构比较简单,而且制造方便,转动惯量小,所以广泛应用于工业上。永磁体位于转子表面,所以取名表面式,而且体积相对较小,因而在实际的转动时,它所具有的惯性也相对较小,所以从中可以得到转矩的线性特性比其它方式更为优越[9]。除此以外,可以发现此类型的电动机不仅容易优化设计,而且能将气隙磁链设计成近似正弦分布的情况,所以减少了磁场谐波和其带来的负面影响,从而电动机的运行性能得到了进一步的优化。
内插式、嵌入式永磁同步电机一般均在凸极的电机的范畴之内,通常情况下转矩的线性不如表面式的好。先介绍前者内插式永磁同步电机,它增加了电动机的功率密度,更好的运用转子磁路结构不对称所带来的磁阻转矩,从而电动机的动态性能比表面式相对较好,而且制造也比较便捷,其缺点是漏磁系数和制作费用都比较大。永磁体位于转子内部的是嵌入式永磁同步电机,由于永磁体嵌入到转子中,所以永磁体去磁的可能性比较小,而且它含有的磁阻效应相对于其它的分类更为的清楚的显现,而且大大的改善电机的调节速度的特性,增加了电机在实际运行时的工作效率,其不足之处是转子漏磁系数相对较大。
一般所说的永磁同步电动机大部分是正弦波的,和一般同步电动机一样,通常采用三相对称的正弦分布绕组来进行正弦波PMSM的定子绕组,或者采用特殊形状的永磁体的转子以保证气隙磁密沿空间来呈正弦分布。如此一来,当电动机以恒定的速度运行的时候,定子三相绕组所感应的电势均为正弦波,所以才命名为正弦波永磁同步电动机[10]。
当前交流电机调速技术在我国各个行业都有着它的身影,以此同时,永磁同步电机的应用越来越广泛,例如在机械生产、航天航空、交通工具、船海等领域的普遍应用。因为直流电机在转速较高时会出现问题,而且不能在恶劣的环境中稳定的运行,但是应用永磁同步电机可以解决前者出现的一些问题。因为交流电机是一个含有比较多变量的繁琐系统,所以要实现对其调速,相对来说比较困难。而随着控制理论的不断发展,现代电力电子技术的高速发展,而且愈来愈高端的计算机仿真的出现,交流调速技术的发展已势不可挡。