基于SVPWM的五相感应电机转矩预测控制策略

基于SVPWM的异步风力发电机直接转矩控制方法的研究异步风力发电机直接转矩控制是风力发电系统中的核心技术之一，其能够确保发电系统的安全运行和高效输出。

在传统控制方法中，由于异步发电机特性的不确定性以及外部环境干扰的影响，控制精度和效率较低。

而基于SVPWM的异步风力发电机直接转矩控制方法能够解决这些问题，并具有出色的控制性能和稳定性。

本文将对此方法进行深度研究和详细阐述。

1. 基于SVPWM的风力发电机直接转矩控制原理SVPWM即空间矢量脉宽调制技术，它是一种高效的PWM控制方法，能够将三相交流电压转换为两个合成对称的方波信号，从而实现对电机速度和转矩的精密控制。

同时，SVPWM也能够有效减小齿槽谐波以及换相过程中的电压尖峰，保证电机运行的平稳性和稳定性。

异步风力发电机的直接转矩控制主要应用了磁场定向控制和电流内环闭环控制原理。

在该控制方法中，电机的速度和位置信息由编码器或者传感器获取，并通过转速控制器反馈至控制器。

根据此信息，控制器能够实现对电机输出磁场定向电流以及转矩电流的控制。

具体来说，SVPWM控制方法主要分为三个步骤：1）采样输入电压和电流信号，并进行四象限运算，确定电机转矩和位置信息。

2）将电机电流信号转化为abc坐标系下的矢量信号，计算出合成矢量以及其所在扇区。

3）根据合成矢量和扇区，进行开关管的开关控制，实现磁场定向和转矩控制。

在SVPWM控制过程中，关键是要确定合成矢量和扇区。

首先，通过坐标变换将三相电流转换为abc坐标系下的矢量；其次，根据矢量的和差性和相邻矢量的夹角，计算出合成矢量以及其所在扇区。

最后，根据合成矢量与各相基波的相对关系，确定开关管的开关方式和时序，实现对电机转矩和速度的控制。

2. 基于SVPWM的异步风力发电机直接转矩控制方法的实现基于SVPWM的异步风力发电机直接转矩控制方法的实现主要包括以下步骤：1）采集电机的速度和位置数据，通过速度控制器实现转速反馈，控制电机的速度。

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SVPWM的原理与法则推导和控制算法详解SVPWM（Space Vector Pulse Width Modulation）是一种常用于电力电子系统中的调制技术，用于控制交流电机的转速和输出电压。

它通过在电机相电流中施加适当的电压向量来控制电机的输出。

SVPWM的原理基于矢量变换理论和电压空间矢量的概念。

在SVPWM中，通过合理地选择电机相电流的方向和幅值，可以实现各种输出电压波形。

具体来说，SVPWM通过将输入直流电压转化为三相交流电压，然后按照一定的时序开关三相电压源，最终实现对电机的控制。

对于输入直流电压Vin和电机的相电流ia，ib和ic，SVPWM的推导可以分为以下几个步骤：1.将三相电流转换为两相电流：α = ia - ib / √3β = (2*ic - ia - ib) / √6其中，α和β分别表示两个正交轴向的电流分量。

2.计算电机相电流的矢量和以及矢量角度：i=√(α^2+β^2)θ = arctan(β/α)其中，i表示电流的矢量和，θ表示电流矢量的角度。

3.通过计算矢量角度来确定电压空间矢量的方向：根据电流矢量角度的范围，将电流矢量所在的区域划分为6个扇区（S1-S6），每个扇区对应一个电压空间矢量的方向。

4.计算电压空间矢量的幅值：根据电流矢量的大小，计算得出在相应扇区内的电压空间矢量的幅值。

5.根据电压空间矢量的方向和幅值，计算各相电压的占空比：根据电压空间矢量的方向和幅值，可以得出控制电机的各相电压的占空比。

1.读取电机的输入参数，包括电流、速度和位置信号。

2.根据输入参数计算出电机相电流的矢量和和矢量角度。

3.根据矢量角度确定电压空间矢量的方向。

4.根据矢量角度和矢量幅值计算电压空间矢量的幅值。

5.根据电压空间矢量的方向和幅值，计算出各相电压的占空比。

6.将占空比参考信号与电机的PWM生成模块相结合，通过逆变器将控制信号转化为交流电压，并驱动电机运行。

7.循环执行以上步骤，并实时调整占空比，以实现对电机速度和输出电压的精确控制。

S V P W M的原理及法则推导和控制算法详解Last revision date: 13 December 2020.1 空间电压矢量调制 SVPWM 技术SVPWM 是近年发展的一种比较新颖的控制方法，是由三相功率逆变器的六个功率开关元件组成的特定开关模式产生的脉宽调制波，能够使输出电流波形尽 可能接近于理想的正弦波形。

空间电压矢量PWM 与传统的正弦PWM 不同，它是从三相输出电压的整体效果出发，着眼于如何使电机获得理想圆形磁链轨迹。

SVPWM 技术与SPWM 相比较，绕组电流波形的谐波成分小，使得电机转矩脉动降低，旋转磁场更逼近圆形，而且使直流母线电压的利用率有了很大提高，且更易于实现数字化。

下面将对该算法进行详细分析阐述。

SPWM 通过控制开关器件的关断得到正弦的输入电压；SVPWM 的控制目标在于如何获得一个圆形的旋转磁场。

之所以成为矢量控制，是因为通过SVPWM 对晶闸管导通的控制可以得到一系列大小和方向可变的空间电压矢量，通过对空间电压矢量进行控制，从而得到圆形旋转磁场。

1.1 SVPWM 基本原理SVPWM 的理论基础是平均值等效原理，即在一个开关周期内通过对基本电压矢量加以组合，使其平均值与给定电压矢量相等。

在某个时刻，电压矢量旋转到某个区域中，可由组成这个区域的两个相邻的非零矢量和零矢量在时间上的不同组合来得到。

两个矢量的作用时间在一个采样周期内分多次施加，从而控制各个电压矢量的作用时间，使电压空间矢量接近按圆轨迹旋转，通过逆变器的不同开关状态所产生的实际磁通去逼近理想磁通圆，并由两者的比较结果来决定逆变器的开关状态，从而形成PWM 波形。

逆变电路如图 2-8 示。

设直流母线侧电压为Udc ，逆变器输出的三相相电压为UA 、UB 、UC ，其分别加在空间上互差120°的三相平面静止坐标系上，可以定义三个电压空间矢量 UA(t)、UB(t)、UC(t)，它们的方向始终在各相的轴线上，而大小则随时间按正弦规律做变化，时间相位互差120°。

研究与设计I EMCA違权控刹名阄2018,45 (2)一种优化五相感应电机SVPWM算法仿真研究许伯强，程华鑫(华北电力大学电气工程学院，河北保定071003)摘要：针对五相电机电压空间矢量多、控制复杂的问题，提出了一种优化的五相感应电机空间矢量脉宽调制（SVP+M)算法与仿真。

依据矢量空间解耦理论与载波统一性理论，采用基于最大矢量的SV P+M算法，电压脉动与，对算法了优化。

了系统数学模型，了仿真验证，对仿真过程中产生误差的了优化。

仿真，优化后的算法电机控制的，与统的SVP+M算法相比，谐波，20%。

关键词：五相感应电机"空间矢量脉宽调制"算法"仿真"优化中图分类号：TM 346 文献标志码：A 文章编号：1673-6540(2018)02-0066-05A Study on the Optimization of SVPWM Algoritlim andSimulation for Five Phase Induction Motor #XUBoqiang，CHENGHuaxin(College of Electrical Engineering，N ortli China Electric Power University,Baoding071003，China) Abstract: Compared with the t raditional three-phase motor, five phase induction motor had many advantages. In order to solve the problem that the five phase motor had a lot of voltage space vector was difficult to control, anoptimized algorithm of space vector pulse width modulation (SVPWM) for the five phase induction motor wasproposed. Based on the vector space decoupling theory and the theory of carrier unity, the SVPWM a the maximum vector was used to optimize the algorithm by considering the factors such as voltage r loss. The mathematical model of the system was established, and the simulation r esults were verified. T results showed that t he optimized algorithm meets the requirements of the motor control，compared with the traditionalSVPWM algoritlim and simulation, the harmonic distortion rate was reduced and the switching l about 20%.Key words: five phase induction motor; space vector pulse width modulation (SVPWM); algorithm;simulation; optimize0引言五相感应电机与传统的三相感应电机相比，波 ，波 ，性 [⑴，应用于 、。

SVPWM的原理及法则推导和控制算法详解SVPWM全称为Space Vector Pulse Width Modulation，是一种用于交流电驱动的脉宽调制技术。

它通过对电压波形进行合适的调制，实现对交流电驱动变频器输出电压的精确控制。

以下是SVPWM的原理及法则推导和控制算法的详解。

1.原始正弦信号：首先，将三相交流电压信号转化为矢量信号表示。

当输入的三相正弦信号为：$$v_a=v_m\sin(\Omega t)$$$$v_b=v_m\sin(\Omega t - \frac{2\pi}{3})$$$$v_c=v_m\sin(\Omega t + \frac{2\pi}{3})$$其中，$v_m$为幅值，$\Omega$为频率，t为时间。

2.空间矢量表示：将交流信号的三相信号进行矩阵变换，转化为空间矢量表示，例如：$$V_s=\frac{2}{3}\begin{pmatrix} 1 & -\frac{1}{2} & -\frac{1}{2}\\ 0 & \sqrt{3}/2 & -\sqrt{3}/2\end{pmatrix}\begin{pmatrix} v_a\\ v_b\\ v_c \end{pmatrix}$$其中，$V_s$表示空间矢量表示。

3.空间矢量模量：空间矢量模量的大小表示输出电压的幅值，可以通过以下公式计算：$$V=\sqrt{V_s^2}=\sqrt{V_a^2 + V_b^2 + V_c^2}$$4.空间矢量相位：空间矢量相位表示输出电压的相位位置，可以通过以下公式计算：$$\theta=\tan^{-1}(\frac{V_b}{V_a})$$5.确定电压矢量分量：根据设定的输出电压幅值和相位，可以计算出两个主要输出电压分量$V_d$和$V_q$，分别代表感应电机电流的直流成分和交流成分。

6.电压矢量分解：通过将输出电压分解为两个主要分量$V_d$和$V_q$，可以表示为：$$V_d=V_s\cos(\theta - \gamma)$$$$V_q=V_s\sin(\theta - \gamma)$$其中，$V_s$为空间矢量模量，$\theta$为空间矢量相位，$\gamma$为极坐标相角，用来调整电压波形的对称性。

基于五段式SVPWM的永磁同步电机反馈线性化直接转矩控制作者：邱赫男王旭东李志伟那日沙来源：《哈尔滨理工大学学报》2015年第06期摘要：针对永磁同步电机（PMSM）直接转矩控制系统存在转矩和磁链脉动较大的问题，引入反馈线性化理论，结合空间矢量脉宽调制技术（SVPWM），提出了使原系统实现输入输出线性化控制的改进方法。

首先分析了控制系统实现反馈线性化的条件，给出了线性化系统控制模型，采用五段式SVPWM的控制算法，最后与传统直接转矩控制系统进行了仿真对比。

结果表明，基于SVPWM的永磁同步电机反馈线性化直接转矩控制系统显著抑制了转矩和磁链的脉动，并且具有理想的动静态性能。

关键词：永磁同步电机；直接转矩控制；反馈线性化；SVPWM中图分类号：TM341 文献标志码：A 文章编号：1007-2683（2015）06-0065-060 引言永磁同步电机的直接转矩控制凭借着良好的动态性能和较强的鲁棒性，受到了国内外电力电子技术界和产业界的广泛关注。

传统的直接转矩控制采用bang-bang控制策略，这使得转矩和磁链脉动很大。

为此，国内外学者在近年来做了大量的研究。

西安交大何栋炜等人采用了卡尔曼滤波磁链观测器对磁链进行估计，这种方法减小了转矩脉动。

美国威斯康星大学电气工程系的Robert D.Lorenz教授提出了无差拍直接转矩和磁链控制（DB-DFTC）控制方法。

Wei Xu 提出一种低开关频率下的无差拍直接转矩控制器，使得开关损耗达到了最小化。

永磁同步电机的数学模型具有多变量、强耦合的非线性特点，反馈线性化方法能通过对系统进行坐标变换和状态反馈，在输入与输出之间建立线性关系，从而将非线性系统转变成线性系统，实现系统解耦。

通过反馈线性化技术获得的线性模型是精确的状态变换的结果，这样就可以采用线性化理论来设计控制器。

SVPWM技术作为一种优化的PWM技术，能明显的减小逆变器输出电流的谐波成分，降低脉动转矩，且其控制简单，数字化实现方便，电压利用率高。

基于SVPWM的永磁同步电动机直接转矩控制杨秀芹;邹开凤;张晓杰【摘要】针对永磁同步电动机(PMSM)传统直接转矩控制(DTC)系统中磁链和转矩脉动大的问题,研究基于电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)策略的PMSM DTC.给出PMSM在αβ坐标系下的数学模型,然后结合SVPWM原理,在定子磁链Ψs幅值保持恒定的情况下,通过控制转子磁链Ψs和定子磁链Ψs间负载角δsm的增量△δsm来控制电磁转矩Te的增量△Te,从而达到控制电动机转速的目的.在Matlab/Simulink仿真环境下,对该控制系统进行了建模和仿真,与传统DTC系统比较,该方法具有更好的动、静态性能,定子两相电流的正弦度更好,磁链和转矩脉动明显减小.【期刊名称】《防爆电机》【年(卷),期】2013(048)006【总页数】5页(P27-31)【关键词】永磁同步电机;直接转矩控制;电压矢量脉宽调制;仿真【作者】杨秀芹;邹开凤;张晓杰【作者单位】海军航空工程学院青岛校区,山东青岛266041;海军航空工程学院青岛校区,山东青岛266041;海军航空工程学院青岛校区,山东青岛266041【正文语种】中文【中图分类】TM301.2;TM3130 引言DTC 理论于20 世纪80 年代由德国学者M.Depenbrock和日本学者I.Takahashi 首先针对异步电动机提出，90 年代Zhong.L，Rahman MF，Hu.YW 等学者提出PMSM DTC 理论［1］。

与矢量控制相比，由于DTC 系统具有控制系统结构简洁、转矩动态响应快、对电机参数依赖少、对电动机参数变化鲁棒性好等优点［2］受到普遍关注。

传统DTC 技术在永磁同步电机上的研究还并非十分完善，在有些方面仍存在欠缺，如出现较大的定子磁链和转矩脉动、开关频率发生变化而不恒定、功率器件的容量无法得到充分利用等［3］。

目前，多种脉宽调制技术在电压源型逆变器供电的交流电动机控制系统中得到了广泛应用，其中，SVPWM 以较高的直流电压利用率、较低的开关谐波、易于数字实现等优点而备受青睐［4、5］。

收稿日期:2006-09-11.基金项目:辽宁省科学技术基金资助项目(20052043).作者简介:王丽梅(1969-),女,辽宁建平人,教授,博士生导师,主要从事交流伺服系统、智能控制等方面的研究.文章编号:1000-1646(2007)06-0613-05基于SVPWM 的永磁同步电机直接转矩控制王丽梅,高艳平(沈阳工业大学电气工程学院,沈阳110023)摘 要:针对永磁同步电机直接转矩、控制系统转矩和定子磁链的脉动问题,设计了基于电压空间矢量脉宽调制(SVP WM )策略的永磁同步电机直接转矩控制.在每个控制周期内,计算出参考磁链和所估计磁链的偏差,选择相邻非零矢量和零矢量,并精确地计算出各自作用时间,然后利用线性组合法将其合成为新的电压矢量.在M AT LA B/SI M UL IN K 仿真环境下,对该控制系统进行了建模与仿真.仿真结果表明,该方法可以明显减小转矩和磁链脉动,具有更好的动、静态性能,而且响应速度快,运行平稳.关 键 词:永磁同步电机;直接转矩控制;电压空间矢量脉宽调制;线性组合;参考磁链中图分类号:T M 351 文献标识码:ADirect torque control for permanent magnet synchronous motorbased on space voltage vector pulse width modulationWANG L-i mei,GAO Yan -ping(School of Electr ical Engineering,Sheny ang U niversit y of T echnolog y,Shenyang 110023,China)Abstract:To solve the problem of torque and stator flux linkage ripples in direct torque control (DT C)fora permanent magnet synchronous motor (PM SM ),the space voltage vector pulse w idth modulation (SVPWM )strategy in DT C for PMSM was designed.The offset betw een the reference stator flux linkage and the estimated one is calculated during each sampling period,and the tw o nonzero neighboring voltage vectors are selected and then the operating time is calculated accurately.Finally the linear combination method is utilized to synthesize a new voltage vector.T he modeling and simulation of this system w ere introduced based on MAT LAB/SIMULINK.Simulation results show that the present method can dramatically reduce the torque and the stator flux linkage ripples.The system has better dynam ic and steady state performances,fast response and stable operation.Key words:permanent magnet synchronous motor;direct torque control;space vector pulse w idthmodulation;linear combination;reference flux linkag e 随着社会实际生产要求的不断提高,现代电机控制技术也不断得以升级.继矢量控制之后,1986年日本I 1Takhashi 和德国M 1Depenbrock 分别提出了直接转矩控制技术[1-2].这项技术的问世,以其新颖的控制思想、简洁明了的系统结构、优良的动静态性能等优点受到普遍关注并被广泛研究.直接转矩控制技术在永磁同步电机上的研究还并非十分完善,在有些方面仍存在欠缺[3].比如说由定子磁链脉动而导致的电磁转矩脉动就是一个非常棘手的问题.常规的DTC 方案其实是一种Bang -Bang 控制方法:针对定子磁链幅值和转矩偏差以及磁链的空间位置,在一个控制周期内,选择和发出单一空间电压矢量,这个电压矢量要同时控制磁链和转矩的误差方向,而忽略了转矩和磁链误差大小,从而经常造成转矩和磁链脉动,不能达到期望的最佳控制效果.第29卷第6期2007年12月沈 阳 工 业 大 学 学 报Journal of Shenyang University of TechnologyVol 129No 16Dec.2007本文在分析了直接转矩控制原理(DTC)和空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)的基础上,提出了基于磁链空间电压矢量脉宽调制技术的永磁同步电机直接转矩控制技术.本方案中,仅仅采用一个调节器来控制磁链和转矩,这一点与常规的DTC有显著的差别.最后,通过MATLAB/SIMULINK建模和仿真,与常规的DTC比较,可以看出磁链和转矩脉动明显降低,同时保证了固定的开关频率.1直接转矩控制原理永磁同步电机在转子坐标系下的数学模型[4]u du q=R+p L d-wL qwLdR+p Lqi di q+w7f(1)t e=3P n7s4L d L q[27f L q sin D sm+7s(L d-L q)sin2D sm](2)式中:u d,u q,i d,i q,L d,L q)))定子电压、电流、电感在d,q轴上的分量;7f,7s)))励磁磁链和定子磁链;t e,P n,p)))电磁转矩、转子极对数和微分算子;D sm)))负载角.式(2)表明,电机参数确定后,在实际运行中,永磁同步电机转子上励磁磁场的磁链幅值一般为恒值,为保证充分利用电动机铁心,通常要使定子磁链的幅值为额定值,这样就可以直接通过控制负载角D sm的大小来控制电磁转矩的大小,这就是DTC的核心思想.在电机运行过程中,如何保证定子磁链幅值始终为额定值,这也是DTC技术集中解决的问题.常规的DTC就是采用两个滞环比较器得到磁链和转矩控制指令,再结合磁链位置以及开关状态表查得所要求的逆变器开关指令,进而得到所需要的空间电压矢量作用于磁链和转矩,对二者进行实时调节,保证其在所给定的范围内变化,从而获得近似圆形磁链轨迹和精确的转矩[5].2电压空间矢量脉宽调制早期提出的SVPWM技术应用于异步电动机的直接转矩控制驱动系统中,其主要思想是把逆变器和电机视为一个整体,针对不同的电压空间矢量和相应不同的作用时间,采用线性组合的方法将其合成所需要相位的磁链增量,进而可以很好地跟踪定子磁链,使其形成近似圆形的磁场[6].电压空间矢量合成原理如图1所示,u1,u2为相邻电压矢量;t1,t2为其作用时间;T0为采样周期;u s为期望电压空间矢量.图1电压空间矢量的线性组合F ig11L inear combination of voltag e space vectors可以看出u s=t1T0u1+t2T0u2=u s cos H+j u s sin H(3)用相电压表示合成电压空间矢量得到u s=u AO(t)+u BO(t)e j C+u CO(t)e j2C(4)式中,C=120b.由相电压与线电压关系u AB(t)=u AO(t)-u BO(t)(5)u BC(t)=u BO(t)-u CO(t)(6)代入式(4)并化简后,可得u s=u AB(t)-u BC(t)e-j C(7)如图2所示,根据各功率开关处于不同状态线电压可分别取为U d、0或-U d,当开关状态为100(上桥臂器件导通用数字/10表示,下桥臂器件导通用数字/00表示)时,输出线电压u AB=U d,u BC=0,则合成电压u1=U d.当开关状态为110时,u AB=0,u BC=U d,则合成电压u2=-U d e-j C=U d e-j P/3.图2三相逆变器原理图Fig12Block diagram of three phase inv erter依次类推,同样可以求出u3~u6的表达式.代入式(3),得u s=t1T0U d+t2T0U d e j P/3=U dt1T0+t2T0e j P/3=U dt1T0+t2T0cosP3+jsinP3= 614沈阳工业大学学报第29卷Udt1T0+t2T012+j32=U d t1T0+t22T0+j3t22T0(8)比较式(3)和式(8),令实数项和虚数项分别相等,则u s cos H=t1T0+t22T0U d(9)u s sin H=3t22T0U d(10)从而解出t1和t2,得部分空间矢量所占时间的成分为t1 T0=u s cos HU d-13u s sin HU d(11) t2T0=23u s sin HU d(12)采样周期T0应由旋转磁场所需的频率决定,T0与t1+t2未必相等,其间隙时间可用零矢量u7或u8填补.为减少功率开关器件的开关次数,一般使u7和u8各占一半时间,即t7=t8=12(T0-t1-t2)\0(13) 3SVPWM D TC PMSM控制系统设计设计基于SVPWM策略永磁同步电机直接转矩控制系统结构,如图3所示.与常规的DTC 系统相比,没有采用电压开关矢量表和滞环控制器,而是采用了一个PI调节器和参考磁链矢量估计器(RFVC)来确定参考定子磁链矢量[7-8].根据参考定子磁链的角频率和所估计的定子磁链位置以及参考磁链幅值产生下一个时刻的参考磁链矢量,计算磁链的反馈值和电阻压降补偿,得到磁链偏差值,再由SVPWM选择所应施加的电压矢量,计算作用时间来控制逆变器开关状态,这样,就可以把误差降低到零.图3基于SV PWM的直接转矩控制框图Fig13Block diagram of DT C control system based on SV PWM 在定子坐标系下,永磁同步电机的定子电压矢量为[9]u s=d7sd t+R s i s(14)其离散化形式为u s k=$7s kT0=7s k-7s k-1T0+R s i s k-1(15)整理后得u s k T0=7s k-7s k-1+T0i s k-1R s(16)式中:T0)))采样周期;7s k)))k时刻期望参考磁链矢量;7s k-1)))前一时刻磁链矢量估计值;u s k T0)))电压矢量在一个周期的积分值;R s)))定子电阻.电压空间矢量的选择如图4所示.可以看出三相逆变器的最大范围是六边形,而为了产生正弦波输出电压,就必须采用一个环形的电压限615第6期王丽梅,等:基于SVPWM的永磁同步电机直接转矩控制制[7].如果磁链误差幅值超出该环的界限,如图$7s1,那么SVPWM 将根据这个误差来发出一个与该误差矢量同向的电压矢量来减少磁链幅值.图4 根据磁链误差选择电压矢量F ig 14 Voltage v ector selection based on flux linkage er ror4 仿 真为了验证本文所提出来的基于SVPWM 的永磁同步电动机直接转矩控制策略的有效性,应用M atlab/Simulink,在采样周期T 0取80L s,160L s 仿真环境下,对常规的DTC 和基于SVPWM 的DTC 控制算法进行了稳态性能和动态响应仿真研究.选择的电机参数分别为:额定转速1600r/min;额定功率018kW;极对数4;定子电阻01648;d ,q 轴电感分别为010446H,011062H ;转动惯量010012kg #m 2;转子磁链0144Wb;负载转矩5Nm.图5为两种算法转矩稳态性能仿真图形,图6为两种算法磁链稳态性能仿真图形,图7图5 转矩的稳态性能仿真波形F ig 15 Steady -state performance w aveforms of tor quea 1常规DT Cb 1SVPW M -DT C为两种算法转矩动态响应比较仿真图形.从图5~6中可以看出,采用基于SVPWM -DTC 策略的永磁同步电机转矩和磁链的脉动明显有所减小,近似于平滑波形.在图7所示的动态响应比较中,自01042s 后第一次到达参考值时常规DTC 策略的响应时间要明显少于基于SVPWM -DTC 策略的响应时间,而且后者在经过较短时间的脉动后就恢复到参考值,而前者则在参考值附近脉动很大.图6 磁链的稳态性能仿真波形F ig 16 Steady -state performance w aveforms o f flux linkagea 1常规DT Cb 1SVPW M -DTC图7 转矩动态响应比较Fig 17 T o rque dy namic response comparisona 1常规DT Cb 1SVPW M -DT C616 沈 阳 工 业 大 学 学 报第29卷5结论本文在分析常规的直接转矩控制原理以及空间矢量调制方法的基础之上,设计了基于电压空间矢量脉宽调制策略的永磁同步电机直接转矩控制系统.该系统能够较好地跟踪磁链和转矩误差值来选择合适的空间电压矢量以消除误差,从而达到理想的控制效果,弥补了常规直接转矩控制的不足.仿真结果表明,与常规DT C策略相比,在相同的运行条件下,基于SVPWM-DT C策略的永磁同步电机控制系统的转矩和磁链脉动较小,其稳态性能较好,而且在较短的时间内,系统就可以恢复到参考值,即响应速度快,运行更加平稳.参考文献:[1]李夙.异步电机直接转矩控制[M].北京:机械工业出版社,2000.(L I Su.Direct torque contr ol in asy nchro nous motor [M].Beijing:China M achine Press,2000.)[2]邓启文,尹力明,余龙华.直接转矩控制的发展与展望[J].微特电机,2002(1):36-38.(DEN G Q-i wen,Y I L-i ming,YU Lo ng-hua.Develop-ment and prospect of dir ect torque control[J].Small& Special Electrical M achines,2002(1):36-38.)[3]徐致远,张晗霞.永磁同步电动机直接转矩控制系统仿真[J].沈阳工业大学学报,2005,27(6):641-644.(XU Zh-i yuan,ZHAN G Han-xia.Simulatio n of perma-nent magnet synchronous motor drive based on direct torque control[J].Journal of Shenyang U niversity of T echnology,2005,27(6):641-644.)[4]田淳,胡育文.永磁同步电机直接转矩控制系统理论及控制方案的研究[J].电工技术学报,1998,11(3): 21-26.(T IA N Chun,HU Y u-w en.T heory and study of perma-nent magnet synchronous machine drive[J].T ransac-tions of China Electrotechnical Society,1998,11(3): 21-26.)[5]M atic P R,Blanusa B D,Bukcsavic S N.A novel directtorque control and flux contr ol algor ithm fo r the induc-tion motor drive[J].Electric M achine and Drives, 2003,2(3):1-4.[6]陈伯时.电力拖动自动控制系统[M].北京:机械工业出版社,2003.(CHEN Bo-shi.Electr ic drives[M].Beijing:China M a-chine Press,2003.)[7]Lai Y S,Chen J H.A new appro ach to direct torquecontro l of inductio n motor drives for constant inverter sw itching frequency and torque tipple r eduction[J].I EEE T rans Energ y Conversio n,2001,16:820-827.[8]T ang L X,Zhong L M,Muhammed F R.A no vel directtorque controlled inter ior permanent mag net syn-chronous machine driv e w ith low ripple in flux and torque and fixed sw itching frequency[J].IEEE T rans Pow er Electronics,2004,30(16):456-467.[9]T ang L,Rahman M F,Hu W F,et al.A nalysis of directtorque control in permanent mag net synchronous motor drives[J].IEEE T rans Pow er Electr on,1997,12(3): 528-536.(责任编辑:王艳香英文审校:杨俊友)617第6期王丽梅,等:基于SVPWM的永磁同步电机直接转矩控制。

基于转矩和磁链预测的SVPWM永磁直驱风力发电系统直接转矩控制刘军;李涛【摘要】针对传统的SVPWM直接转矩控制系统存在转矩和磁链脉动等问题,提出一种基于转矩和磁链预测的SVPWM永磁直驱风力发电系统直接转矩最大风能跟踪控制策略.通过对下一时刻转矩和磁链预测,计算出需要补偿的电压矢量,再通过SVPWM技术合成期望电压矢量.仿真结果表明在维持系统快速性的同时,有效的减小了转矩以及磁链脉动,并且能快速、准确地实现最大功率跟踪.%For traditional SVPWM direct torque control system has the flux and torque ripple and other issues,In this paper,Maximum Wind Energy Tracking Control Strategy for direct torque control of SVPWM permanent magnet direct drive wind power generation system based on torque and flux prediction is proposed.The control strategy can be used to calculate the voltage vector which needs to be compensated by the next moment of torque and flux linkage,and then the expected voltage vector is synthesized by SVPWM technique.Simulation results show that the control strategy can effectively reduce the torque and flux ripple while maintaining the system fast,and can achieve the maximum power tracking fast and accurately.【期刊名称】《电气自动化》【年(卷),期】2017(039)004【总页数】5页(P35-38,43)【关键词】SVPWM;永磁同步风力发电系统;直接转矩控制;转矩预测;最大功率点跟踪【作者】刘军;李涛【作者单位】西安理工大学自动化学院,陕西西安710048;西安理工大学自动化学院,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】T351风能作为可再生资源，它的开发利用对于减少矿物资源的消耗和减小环境污染有着十分重要的意义。

喏名L乃农别名阄2018,45 (6)新能源汽车技术I EMCA 基于非对称SVPWM的电动汽车五相永磁无刷电机容错控制#刘润泽\王宪磊2，邹梦丽2(1.塔里木大学机械电气化工程学院，新疆阿拉尔843300;2.新疆维吾尔自治区普通高等学校现代农业工程重点实验室，新疆阿拉尔843300)6要：针对电动汽车用五相永磁无刷电机单相开路故障，提出了一种基于非对称空间矢量脉宽调制策略的故障容错控制方案。

新型故障容错控制的设计分为分，对五相永磁无刷电机驱动系统开路故障下的电压矢量关系了分析，对空间矢量调制，一扇区中选择构成不对称波形的开作为输出。

该非对称空间矢量调制非故障相的电波和脉动。

基于开了研究，了新型容错控制系统故障期间的脉动，的动。

关键词！永磁无刷电机"空间矢量脉宽调制"不对称开关信号；故障容错控制中图分类号：T M351 文献标志码：A文章编号：1673-6540(2018)06-0095-07F a u l t-T o l e r a n t C o n t r o l o f F i v e-P h a s e P e r m a n e n t M a g n e t B r u s h l e s s M o t o rB a s e d o n A s y m m e t r i c S V P W M f o r E l e c t r i c V e h i c l e#LIURun z e1，WANGXianlei2，ZOUMengli2(1. College of Mechanic and Electrical Engineering，Tarim U niversity，Alar 843300，China;2.The Key Laboratory of Colleges&Universities Under the Department of Education ofAlar843300，China)Abstract:A im in g a t the single-phase open c irc u it fa u lt o f five-phase perm anent m agnet brushless m otor fo re le ctric v e h ic le，af a u lt-to le ra n t control strategy based on asym m etric space vector pulse w id th m o dulatio n controlstrategy was proposed. The design o f a n e w ty p e o f fa u lt tole rant con trol was d ivid e d in to t perm anent m agnet brushless m otor d rive system fo r open c irc u it voltage vector re la tio n sh ip u n der fa u lt was a n a lyze d，and then the space vector m o dulatio n a lgo rithm was im p ro v e d，w h ich in a sector sw itch state o f asym m etric w as output. The asym m etric space pulse w id th vector m o dulatio n cou ld reduce the cu rre n t total harm onic d and torque rip p le o f norm al phases.Based on the experim ental p la tfo rm，the experim ental results showed t fa u lt-to le ra n t adjustable achieved lo w to rq u e rip p le d u rin g system fa ilu re and ke p t good dyn am ic perform ance.Key words：permanent-magnet brushless motor;space vector pulse width modulation;asymmetrical switching signals;fault-tolerant control*+驱动系统的功率密度和效率，永磁无刷电机得到了研究(1_2)。

基于模糊SVPWM的永磁同步电机直接转矩控制黄向慧;孙楠【摘要】随着对高精度、高动态性能以及小体积的变频调速系统的需求不断增长,永磁同步电动机的应用领域越来越广泛;在建立永磁同步电动机数学模型的基础上,基于传统的直接转矩控制系统,提出一种新型的直接转矩控制系统,即模糊空间矢量脉宽调制技术(SVPWM);并利用MATLAB仿真软件建立了此系统模型,用模糊控制器来代替PI控制调节器,逆变器由SVPWM来控制;仿真结果表明正确的使用模糊SVPWM可以有效地减小转矩和磁链脉动,速度响应快,跟随负载转矩的变化,系统有很大的抗干扰性,使控制系统性能得到了进一步的改善.【期刊名称】《计算机测量与控制》【年(卷),期】2013(021)011【总页数】4页(P3004-3007)【关键词】永磁同步电动机;直接转矩控制;空间矢量脉宽调制;模糊控制【作者】黄向慧;孙楠【作者单位】西安科技大学,电气与控制工程学院,西安 710054;西安科技大学,电气与控制工程学院,西安 710054【正文语种】中文【中图分类】TM3010 引言永磁同步电动机具有结构简单、体积小、气隙磁密高、转矩惯量比大等诸多优点［1］。

随着对高密度、高动态性能以及小体积的变频调速系统需求不断增长，永磁同步电动机得到了广泛的应用［2］。

直接转矩控制技术在20世纪80年代提出并用于异步电动机上，在1997年将此方法用于永磁同步电动机上［3］。

它是一种新型的控制技术。

它不同于矢量控制技术的是，不必要将交流电机与直流电机作比较、转化、等效，不必要去模仿直流电机的数学模型。

它是在定子坐标系下分析交流电机数学模型，它是对电动机的转矩进行直接的控制，省去了矢量变换等复杂的计算和变换。

克服了矢量控制的缺点［4］。

虽然直接转矩控制方法简化了系统的结构，但存在转矩和磁链脉动，这个现象在电动机低速运行时更加明显。

针对此问题，本文提出一种基于模糊空间矢量脉宽调制技术的永磁同步电机直接转矩控制方法，并将此方法在MATLAB／Simulink仿真环境下进行仿真。