基于预测SVPWM的永磁同步发电机直接转矩控制

基于SVPWM的永磁同步电机直接转矩控制系统的研究永磁同步电机直接转矩空间矢量脉宽调制Matlab/Simulink1引言空间矢量脉宽调制(SVPWM)技术是在一个控制周期内，通过相邻基本电压矢量和零电压矢量合成得到所需的任意电压矢量，实现电压矢量的线性连续可调的技术[1,2]。

本文运用了一种基于空间矢量脉宽调制（SVPWM）的永磁同步电机的直接转矩控制算法，其原理是根据转矩和定子磁链的误差，通过驱使误差为零的原则确定参考电压空间矢量，然后通过SVPWM技术合成该矢量[3]，由于在下一个控制周期内，采样时刻的电压和磁链误差可以得到补偿，因此转矩和磁链的误差始终能够控制在一个很小的范围，二者的脉动很小。

2SVPWM的基本原理交流电动机输入三相正弦电流的最终目的是在电动机空间形成圆形旋转磁场，从而产生恒定的电磁转矩。

因此，如果把逆变器和交流电机看成一个整体，控制逆变器的工作状态以此来产生跟踪圆形的旋转磁场，能够达到很好的控制效果。

SVPWM将逆变器和交流电机视为一个整体观念，把三相对称的正弦波电源供电时交流电机产生的理想磁链圆作为参考对象，通过选择三相逆变器的六个功率开关器件的特定开关模式，生成SVPWM脉宽调制波，从而使电机的实际磁链尽可能地逼近理想的圆形，产生恒定的电磁转矩[4]。

由电压源型逆变器产生的8个基本电压空间矢量如图1所示。

6个非零基本电压空间矢量将整个电压空间矢量平面区域分成六个60°的扇区Ⅰ-Ⅵ。

图1 电压矢量在空间的分布图交流电动机仅由常规的逆变器供电，得到的是六边形的旋转磁场。

这是因为在一个周期内逆变器只切换六次工作状态，因此只能形成6个电压空间矢量。

如果想获得更多边线或逼近圆形的旋转磁场，就必须在每一个π/3期间内出现多个工作状态，以形成更多的相位不同的电压空间矢量。

为此，采用线性组合法控制SVPWM的开关时间，改造后的逆变器可以得到逼近圆形的旋转磁场。

3SVPWM控制算法的研究及实现原理3.1 参考电压矢量所在扇区的判断由图1所示，SVPWM分为六个扇区，电压矢量所在的扇区是由Urefα和Urefβ决定的。

基于定子参考电压矢量预测的SVPWM 直接转矩控制研究王磊,王京,张勇军(北京科技大学高效轧制国家工程研究中心,北京100083)摘要:针对感应异步电动机直接转矩控制(direct to rque contr ol,DT C)系统存在转矩和磁链脉动的缺点,推导出一种新的减小脉动的控制策略。

通过对定子磁链的估算,获得下一周期的定子参考电压矢量,利用空间电压矢量脉宽调制(SV PW M )技术得到逆变器的开关控制信号。

通过M atlab/Simulink 仿真研究,验证了此算法的有效性。

关键词:直接转矩控制;空间电压矢量脉宽调制;参考电压矢量;异步电机中图分类号:T M 343 文献标识码:AResearch of Direct Torque Control Based on Forecast of Stator Reference VoltageVector and Space Vector Pulse Width ModulationW A NG Lei,W AN G Jing ,ZH A N G Y ong jun(N ational Engineering Research Center f or A dvanced Rolling Technology in UST B ,Beij ing 100083,China)Abstract:Consider ing the disadv antag es in flux and to rque r ipple o f dir ect t orque contr ol fo r asynchr onous mo tor ,a new co ntr ol strateg y t o r educe the pulse w as pro po sed.With estimating the stato r flux ,the stator reference v oltage v ecto r o f nex t sam ple period w as calculated.T he switching co nt rol signals of the inv erter ar e generated by space vecto r pulse w idth modulatio n (SVP WM )technolog y.T hr ough the simulation r esear ch,the effectiv eness of this contro l str ategy is prov ed.Key words:direct tor que co nt ro l;space vector pulse w idth modulatio n;refer ence vo ltag e vector ;asyn chro no us mot or基金项目:国家 211工程 资助项目(010301)作者简介:王磊(1983-),男,硕士研究生,Email:l_w an g624@hotm 本文针对异步电机,推导出了一种通过磁链估算对电压矢量进行预测的直接转矩控制策略,以减小转矩和磁链脉动,同时利用电压空间矢量脉宽调制的方式不仅可以提高系统稳态性能,同时也使逆变器的开关频率变为近似恒定。

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的永磁同步电机控制目录1. 概述 (1)2. 仿真各模块介绍及参数设置 (3)3. 仿真结果 (6)4. MATLAB学习心得 (8)1.概述本次任务为设计一种基于SVPWM的永磁同步电机转速控制系统，采用PID控制算法，可以实现对永磁同步电机转速准确控制，仿真模拟了以下三个步骤：电机空载启动，空载调速和电机突然带载。

设计要求：1.要求对电机控制为dq轴电流解耦控制。

2.仿真要求电机的转速有较快的响应速度，且具有较好的稳定性。

3.可以实现无级调速，且仿真的误差与设定转速误差很小。

电机控制仿真的Simulink示意图和系统组成框图如图1-1和1-2所示：图1-1基于SVPWM永磁同步电机控制仿真图1-2基于SVPWM永磁同步电机控制系统组成框图系统是由转速调节模块、负载调节模块、PID控制模块、SPVPWM信号产生模块、永磁同步电机组成。

在用户预先设好转速与加载时间及大小后，控制系统就可以对永磁同步电机进行仿真。

具体原理如下：仿真中为实现对电机的控制，首先是将预计转速输入到PID模块中，产生控制晶闸管通断的SVPWM信号，再由SVPWM信号装置产生PWM信号以追踪永磁同步电机的磁链圆实现对永磁同步电机的转速控制。

以上所述为控制的前向通道，控制的反馈是将电机的q轴和d轴电流分两个闭环反馈给PID控制模块，用PID算法实现对永磁同步电机的精准控制。

MALTAB及其在电气工程中的应用2.仿真各模块介绍及参数设置2.1 PID控制模块PID控制模块是本次仿真的主要控制模块，本次仿真采用的是零d轴电流控制，通过调节q轴电流，控制电机转速，采用双闭环系统设计，将从永磁电机读取到的d轴电流和q轴电流以及当前电机的转速反馈回PID控制模块中。

PID控制模块的示意图如图2-1所示。

图2-1 PID控制模块示意图对电机转速和d轴电流的PID控制都是将实际的量与给定的控制量的对比，将误差传给PID模块，经对转速的PID控制以后，输出的为q轴电流值，将实际q轴电流与PID输出的对比结果再将控制信号输入给SVPWM产生装置。

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］。

三相永磁同步电动机直接转矩控制技术及仿真研究 1引言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.TakhaShi 和德国M.Depenbrock 分别提出了直接转矩控制技术。

直接转矩控制(Direct Torque Control ，DTC)是基于定子磁场定向和电压空间矢量分析的方法，根据转矩偏差、磁链偏差及定子磁链的空间位置，选择合适的电压矢量。

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。

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。

减小滞环容差可以减小脉动，但又会导致逆变器的开关频率增大，开关损耗随之增加；矢量细分法改善了磁链轨迹，但结构相对复杂。

矢量调制 (Space V oltage Vector Modulation)是在一个控制周期内，通过相邻电压矢量和零矢量合成得到所需的任意电压矢量，实现电压矢量的连续可调。

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，做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的仿真。

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：⎥⎦⎤⎢⎣⎡ψ+⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-+=⎥⎦⎤⎢⎣⎡f q d q d q d q d i i pL R L L pL R u u ωωω0 (1) []sm q d s sm q f q d sn e L L L L L P t δδ2sin )(sin 243-ψ-ψψ= (2)[]t sm q d s sm q f q d s n t t d d L L L L L P d d eδδδ2cos )(2cos 243-ψ-ψψ= （3）式中：q d q d q d L L i i u u ,,,,,——定子电压、电流、电感在q d ,轴上的分量；s f ψψ,——励磁磁链和定子磁链；p P t n e ，,——电磁转矩、转子极对数和微分算子；δsm ——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δsm 的大小来控制电磁转矩的大小，这就是DTC 的核心思想。

基于SVM的永磁同步电机直接转矩控制杨影;韩冰;陈鑫;涂小卫【摘要】参考电压矢量的计算是基于空间矢量调制(space vector modulation,SVM)的永磁同步电机直接转矩控制的核心研究之一.从电压矢量对电磁转矩的控制作用入手,分析指出有限的电压矢量是直接转矩控制中转矩和磁链脉动大的根本原因.设计一种改进的基于空间矢量调制的直接转矩控制系统,仅仅利用定子磁链角度、转矩偏差和定子磁链偏差计算得到参考电压矢量幅值和角度.该方案计算简单,对电机参数不敏感.仿真和实验结果表明,该方法结构简单、鲁棒性强,能够明显改善直接转矩控制性能.【期刊名称】《上海大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(021)005【总页数】8页(P598-605)【关键词】永磁同步电机;直接转矩控制;空间矢量调制;转矩脉动【作者】杨影;韩冰;陈鑫;涂小卫【作者单位】上海大学机电工程与自动化学院,上海200072;上海大学机电工程与自动化学院,上海200072;上海大学机电工程与自动化学院,上海200072;上海大学机电工程与自动化学院,上海200072【正文语种】中文【中图分类】TM343永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)直接转矩控制(direct torque control,DTC)以其对电机参数依赖程度小、转矩响应快、控制结构简单[1-2]等优点而受到广泛关注.永磁同步电机传统DTC利用6个有效矢量控制电磁转矩和定子磁链,存在转矩脉动大、逆变器开关频率不恒定等问题,导致系统低速性能恶化[2].考虑到矢量控制中采用电压空间矢量调制方法可以获得更多的、连续变化的电压矢量,所以将开关表直接转矩控制中的滞环比较器和开关表用参考电压计算单元和空间矢量调制取代,得到一种新的控制方案——空间矢量调制直接转矩控制(space vector modulation-direct torque control,SVM-DTC).SVM的引入可以实现对电机磁链和转矩更精确的控制,从而可以有效抑制永磁同步电机直接转矩控制中的转矩和磁链脉动;引入SVM的另一个好处是开关频率固定,电流谐波分量小.因此,SVM被广泛应用于PMSM直接转矩控制系统中,以改善直接转矩控制系统的性能.实现SVM-DTC的关键之一是获得所需要的定子参考电压,国内外学者就此提出了很多方案.文献[3-5]采用基于转矩和磁链无差的SVM-DTC控制方案,虽然可以同时精确补偿定子磁链和电磁转矩偏差,但存在控制计算过于复杂、对电机参数过于依赖、系统鲁棒性差等缺陷.文献[6-8]采用转矩、磁链双环控制策略,但2个PI调节器的引入使系统结构更加复杂,参数调节也变得困难.文献[9-11]将非线性系统线性化理论应用于永磁同步电动机控制中,实现了良好的电磁转矩和磁场的解耦控制,但是精确线性化解耦对电机参数要求较高,且计算复杂.文献[12-13]采用转矩角增量控制方法,但是引入PI调节器来获得转矩角增量使得参数调节困难,鲁棒性变差.文献[14-15]采用滑膜控制、模糊控制等智能控制方法,但这些方法使得控制结构更加复杂.文献[16-18]采用新型变换器供电,如矩阵变换器、三电平变换器进行控制,但需要更加复杂的硬件条件和算法,而忽略了DTC结构简单的特点.因此,有必要研究一种简单有效的定子参考电压矢量确定方法,既可以有效减小转矩和磁链脉动,又保留直接转矩控制的结构简单和鲁棒性强的特点.本研究提出一种改进SVM-DTC方案,避免了滞环比较器和电压矢量开关表的使用,仅仅根据电磁转矩偏差、磁链的相位和偏差,来确定参考电压矢量的幅值和相位.与其他SVMDTC方案相比,不仅保留了采用SVM的优点,又保留了传统直接转矩控制结构简单、鲁棒性强的优点.最后,对本方案和传统直接转矩控制方法进行了仿真与实验的对比.结果表明:改进的SVM-DTC方案具有良好的动态性能,且稳态性能得到改善.假设忽略电动机铁心的饱和,不计电动机中的涡流和磁滞损耗,转子无阻尼绕组.在转子同步坐标系下,永磁同步电机定子电压方程可以表示为定子磁链方程可表示为电磁转矩可用定子电流表示为式中,ψsd,ψsq为定子磁链dq轴分量,Lsd,Lsq为定子dq轴等效电感,isd,isq为定子电流dq轴分量,ψf为转子磁链,Rs为定子绕组电阻,ωr为转子电角速度,Te为电磁转矩,np为电机极对数.电磁转矩的变化率:由电压方程得出dq轴电流的变化率为将式(5)代入式(4),则电磁转矩的变化率可以表示为式中,∆T1为给定定子电压矢量引起的电磁转矩变化率,∆T2为由旋转电动势引起电流变化,进而引起的电磁转矩变化率,∆T3为由绕组压降引起的电磁转矩变化率,在凸极式同步电机直接转矩控制中,一般采用最大转矩/电流比控制方法来确定定子磁链给定值,有isd<0,isq>0.在d轴的旋转电动势中永磁体产生的旋转电动势占主导地位,因此ωr(Lsdisd+ψf)>0.同时,在凸极式同步电机中有Lsd<Lsq,从而得出∆T2<0,∆T3<0,即∆T2是由旋转电动势引起的电磁转矩下降率,∆T3是由绕组压降引起的电磁转矩下降率.分析不同转速范围内电磁转矩的变化率可以看出:(1)∆T1取决于电压矢量dq轴电压分量的大小,当控制周期一定时,改变电压矢量长度可改变电磁转矩变化量.(2)当电机在中高速运行并施加零电压矢量时,∆T1为0,旋转电动势正比于电机转速,因此∆T2对电磁转矩变化影响较大,∆T3影响较小可以忽略.因此,电磁转矩明显减小,且电机速度越高,下降越快.为了使电磁转矩增大,dq轴电压分量需大于零,并且由于∆T2的影响,电磁转矩上升率不会太大.(3)当电机低速运行时,∆T2较小,而∆T3与负载情况有关,总体也不大.此时仅根据定子磁链所在扇区、电磁转矩控制器输出、定子磁链控制器输出选择长度一定的电压空间矢量,可能引起电磁转矩变化过快.而数字控制系统存在控制死区,因此低速时传统直接转矩控制系统转矩脉动大.综合以上分析可知,有限的电压矢量是基本DTC存在转矩和磁链脉动大的根本原因.当电机为隐极式同步电机时,则有Lsd=Lsq,式(3)∼(6)将简化,上述结论仍然成立,因此本研究的仿真和实验中均使用隐极式同步电机.采用SVM可以得到任意的电压矢量,因此采用SVM来获得用于控制的电压矢量,可以有效减小转矩脉动,改善系统性能.但关键是如何确定参考电压矢量的幅值和角度既可以减小转矩和磁链脉动,又不需要经过精确计算,从而保留直接转矩控制系统鲁棒性强的优点.本研究提出一种改进的SVM-DTC方案,只需根据电磁转矩和定子磁链的偏差大小,以及定子磁链角度来分别估算参考定子电压矢量的角度和幅值,具体实现原理分析如下.2.1 参考定子电压矢量幅值的确定电压矢量的幅值应该根据转矩和磁链的偏差来决定.为避免复杂的电压矢量幅值计算,保持控制系统鲁棒性,利用下式计算电压矢量幅值系数:式中,ET,Eψ分别为电磁转矩和定子磁链偏差,T∗,ψ∗分别为给定电磁转矩和定子磁链值, Te,ψs分别为估算电磁转矩和定子磁链值,KT,Kψ为正系数.最后得到参考定子电压幅值:式中,Udc为直流母线电压.当转矩和磁链偏差增大时,d增大,即生成的等效电压矢量幅值增大,这样可迅速减小电磁转矩和定子磁链的偏差;当转矩和磁链偏差减小时,d减小,即生成等效电压矢量幅值减小,则电磁转矩和定子磁链有微小变化,从而减小转矩和磁链脉动.2.2 参考定子电压矢量角度的确定为了获得更好的电机调速性能,电压矢量角度应该根据转矩和磁链偏差以及定子磁链的当前位置来决定.如图1所示,根据当前定子磁链所在角度θs和转矩、磁链偏差符号,可确定4个电压矢量区域:(θs∼θs+90◦),(θs+90◦∼θs+180◦),(θs+180◦∼θs+270◦)和(θs+270◦∼θs+360◦). 4个区域对应转矩和磁链的关系如表1所示,“+”表示增大,“−”表示减小.以区域1为例,假设定子磁链角度θs已知,转矩和磁链都增大,则选择区域1内的电压矢量.并且当转矩偏差很大(或很小)时,应选择区域1内靠近θs+90◦(或θs+0◦)位置的电压矢量;而当磁链偏差很大(或很小)时,应选择区域1内靠近θs+0◦(或θs+90◦)位置的电压矢量.也就是说,转矩偏差越大,电压矢量的角度增量越大,而定子磁链偏差越大,电压矢量的角度增量越小.为了减小电磁转矩偏差,电压矢量的角度增量定子电压矢量的角度增量与定子磁链的偏差成反比,为了减小定子磁链偏差,电压矢量的角度增量通过对式(9)和(10)的分析,得到如下简易的由定子磁链和转矩偏差来计算参考定子电压矢量最终角度增量的表达式:式中,K为权重值,一般偏重转矩脉动,故选择K>0.5,φ为参考电压角度.最终得到参考定子电压矢量的角度改进的永磁同步电机SVM-DTC系统结构如图2所示,系统获得直流母线电压、两相电流以及开关状态,通过转矩、定子磁链估算模块得到电磁转矩值和定子磁链值,以及定子磁链角度;将估算得到的转矩和磁链分别与给定转矩和磁链比较后,得到转矩偏差值和磁链偏差值;通过幅值和角度增量计算得到电压矢量幅值和角度增量;通过角度增量和定子磁链角的运算,得到电压矢量角,从而得到输出参考电压矢量;最终经过电压空间矢量调制模块输出控制电机.由图2可以看出,通过本方案获取参考电压矢量仅需转矩和磁链的偏差,而不需要其他电机参数,避免了复杂计算和对电机参数的依赖性,系统鲁棒性强,控制结构简单. 为了验证本研究提出的控制方案的正确性,针对永磁同步电机分别进行了仿真和实验验证.仿真和实验中所用电机参数如表2所示.3.1 仿真研究仿真和实验验证中,取权重值K=0.6,系数KT=1,Kψ=30.图3为电机空载运行在0.1 s时,从300 r/min突变至1 200 r/min的情况下,改进的SVM-DTC和基本DTC 得到的转速、电磁转矩和定子磁链波形.由图3可以看出,改进的SVM-DTC与基本DTC相比虽然动态性能稍差,但转矩和磁链脉动得到大幅降低.基本DTC的转矩在±1 N·m范围内脉动,磁链在±0.02 Wb 范围内脉动,而改进的SVM-DTC转矩脉动仅为±0.1 N·m,磁链脉动仅为±0.002 Wb.图4(a)为KT=0.5,Kψ=15条件下改进的SVM-DTC的转速和输出转矩,图4(b)为KT=2,Kψ=60条件下的转速和输出转矩.可以看出,当系数KT,Kψ在一定范围内变化时,系统仍能稳定运行,但对系统的稳态和动态响应均有一定影响.KT,Kψ越小,系统的稳态性能越好,但动态响应变慢;反之,则系统的动态响应快速,但稳态性能变差.这是因为系数越大,在同样偏差下生成的电压矢量幅值就越大,角增量也越大,对转矩和磁链的控制作用越明显,使得动态性能越好,稳态性能变差.3.2 实验研究图5为永磁同步电机基本DTC和改进的SVM-DTC系统在空载下,转速从300r/min突变至1 200 r/min时的电磁转矩和转速.可以看出,改进的SVM-DTC方案仍然具有良好的动态响应特性,同时稳态性能得到明显改善.本研究针对基于SVM的直接转矩控制提出一种新的参考电压矢量给定方案,仅需利用转矩偏差和磁链偏差计算参考电压矢量,简单易行,鲁棒性强.仿真和实验结果表明,改进的基于SVM的永磁同步电机直接转矩控制系统在保留了传统直接转矩控制结构简单、鲁棒性强、动态性能优良等优点的基础上,有效减小了转矩和磁链脉动,改善了系统性能.【相关文献】[1]唐任远.现代永磁电机理论与设计[M].北京:机械工业出版社,2006:244-263.[2]阮毅,陈伯时.电力拖动自动控制系统-运动控制系统[M].北京:机械工业出版社,2009:192-199.[3]廖永衡,冯晓云,王珍.无差拍空间矢量调制直接转矩控制简化设计[J].电工技术学报,2011,26(6): 95-100.[4]王斌,王跃,王兆安.空间矢量调制的永磁同步电机直接转矩控制[J].电机与控制学报,2010,14(6): 45-50.[5]孙丹,贺益康.基于恒定开关频率空间矢量调制的永磁同步电机直接转矩控制[J].中国电机工程学报,2005,25(12):112-116.[6]张华强,王新生,魏鹏飞,等.基于空间矢量调制的直接转矩控制算法研究[J].电机与控制学报, 2012,16(6):13-18.[7]Gilbert F,Rahman M F.A novel speed sensorless direct torque and flux controlled interior permanent magnet synchronous motor drive[C]//Power Electronics Specialists Conference.2008: 50-56.[8]何师,邱阿瑞,袁新枚.基于SVM的永磁同步电机直接转矩控制实验研究[J].微电机,2008,41(4): 6-8.[9]周扬忠,许海军,毛洁.永磁同步发电系统中转矩和磁链精确线性化解耦控制[J].中国电机工程学报,2012,32(24):96-102.[10]刘贤兴,卜言柱,胡育文,等.基于精确线性化解耦的永磁同步电机空间矢量调制系统[J].中国电机工程学报,2007,27(30):55-59.[11]刘贤兴,胡育文,卜言柱.基于滑模变结构的永磁同步电机精确线性化控制[J].航空学报,2008,29(5):1269-1273.[12]邱鑫,黄文新,杨建飞,等.一种基于转矩角的永磁同步电机直接转矩控制[J].中国电机工程学报, 2013,28(3):56-62.[13]王宇,邓智泉,王晓琳.基于空间矢量调制的电励磁通切换电机转矩角增量控制策略[J].中国电机工程学报,2012,32(3):75-82.[14]Chen L,Fang K L,Hu Z F.A scheme of fuzzy direct torque control for induction machine[C]//Proceedings of the Fourth International Conference on Machine Learning and Cybernetics.2005:803-807.[15]Babu P S,Ushakumari S.Modified direct torque control of induction motordrives[C]//Recent Advances in Intelligent Computational Systems.2011:937-940.[16]Guo Y,Chang X B,Chen C L.DTC-SVM-based matrix converter for a PMSM in a vessel electric propulsion system[C]//Control and Decision Conference.2009:3397-3401. [17]Cui H B,Chen C Y,Jiang W,et al.Direct torque control method of induction machines using three-level space vector modulation[C]//Power Electronics and Motion Control Conference. 2009:585-588.[18]宋文胜,冯晓云,侯黎明,等.电力牵引传动系统的三电平直接转矩控制算法的半实物实验研究[J].电工技术学报,2012,27(2):165-172.。

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SVPWM的永磁同步电机直接转矩控制系统的建模与仿真史晓永;王步来;陈雪琴;高响【摘要】文章介绍了永磁同步电机直接转矩控制的原理，分析了传统直接转矩控制系统转矩脉动的缺点，并且将空间矢量脉宽调制技术引入永磁同步电机的直接转矩控制系统中，利用空间矢量的调制过程，可在相同的系统硬件条件下得到更多的、连续的电压空间矢量，进而得到对电机更准确的控制。

仿真结果表明，该方案既保持了直接转矩控制快速动态响应，又减小了电机转矩的脉动。

%This paper introduces the principle of direct torque control of permanent magnet synchronous motor,dis-cussed the disadvantages of the torque ripple of traditional direct torgue control system,and introduces the space vector pulse width modulation technique into the direct torque control system of permanent magnet synchronous motor.Under the same hardware conditions,the system can obtain more continuous voltage space vector by taking advantage of SVPWM. The simulation results show the program not only keep the direct torque control fast dynamic response,but also reduce the motor torque ripple.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】3页(P25-26,29)【关键词】永磁同步电机;直接转矩;转矩脉动;空间矢量脉宽调制【作者】史晓永;王步来;陈雪琴;高响【作者单位】上海海事大学，上海 201306;上海海事大学，上海 201306;上海海事大学，上海 201306;上海海事大学，上海 201306【正文语种】中文【中图分类】TM3511 直接转矩控制的基本思想对电机的统一转矩公式进行推导，可得永磁同步电机在M-T坐标系中的转矩方程为:式中，p为电机的极对数;|Ψs|为定子磁链的幅值;isT为定子电流在T轴的分量。

《自动化与仪器仪表》２００９年第３期（总第１４３期）５１基于ＳＶＰＷＭ的永磁同步电机控制＊陈　进，王冠凌，娄　珂（安徽工程科技学院电气传动与控制安徽省高校重点实验室 安徽芜湖，２４１０００）摘　要：详细的论述了永磁同步电机的数学模型，分析了ＳＶＰＷＭ算法，在ＭＡＴＬＡＢ／ＳＩＭＵＬＮＫ环境下进行了仿真实验，实验结果表明这种控制方式，对于永磁同步电机具有良好的控制效果。

关键词：空间矢量脉冲宽度调制；永磁同步电机；仿真；伺服系统Abstract: This paper analyzes the mathematical model of PMSM (Permanent Magnet Synchronous Motor) , analyzes the algorithm of SVPWM and does the simulation experiment in the MA TLAB/SIMULNK, which has good control effect to PMSM.Key words: SVPWM ; PMSM ; Simulation ; Servo system中图分类号：ＴＭ３４１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００１－９２２７（２００９）０３－００５１－０３０ 引　言近年来，随着高矫顽力、高剩磁的高性能永磁体的出现，使得永磁同步电机比感应电机具有更小的体积、更高的效率、更宽的调速范围和更高的速度位置控制精度，在很多要求较高的工业应用中正逐步取代感应电机［１］。

１ 永磁同步电机的数学模型［２］为便于分析，做如下假设：忽略铁心饱和效应，不计涡流和磁滞损耗，反电动势是正弦的，忽略齿槽换向过程和电枢反应等影响，则三相绕组的电压平衡方程为： （１）式中，、、为定子相绕组电压，、、为定子相绕组电流，、、为定子相绕组电动势，Ｌ为每相绕组的自感，Ｍ为每相绕组间的互感，Ｐ为微分算子Ｐ＝ｄ／ｄｔ，三相绕组为星形连接，没有中线，则有：＋＋＝０ （２）且Ｍ＋Ｍ＝　－Ｍ（３）将（２）式和（３）式带入公式（１），得到电压方程为： （４）根据电压和电流的空间矢量的定义，可以将相电压变换为两相静止的坐标系代替，然后进行坐标系向转子坐标系的变换，即再进行坐标系的变换，得到相应的坐标系下的数学模型，由于永磁同步电机具有正弦波的电动势波形，其定子电压、定子电流也应该为正弦波，那么基于旋转坐标系的永磁同步电机的定子磁链方程为： （５）其中，Ｌｄ、Ｌｑ为永磁同步电机的ｄ、ｑ轴主电感；Ｌｄ、Ｌｑ为永磁同步电机在ｄ、ｑ轴上电流的等效分量。

研制开发算法的永磁同步电机矢量控制系统何湘龙（湖南石油化职业技术学院，湖南岳阳电压空间矢量脉宽调制技术（Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM）是一种通过改变空间电压或电流矢量来控制变流器的技术，主要介绍永磁同步电机的数学模型、SVPWMMatlab/Simulink上创建控制模型，综合仿真分析计算的结果，验证了这种算法不仅减少了数字信号处理器资源，还大大提高了永磁同步电机的稳定性、可靠性以及抗干扰能力。

空间矢量控制；永磁同步电机（PMSM）；控制算法；数字信号处理Vector Control System of Permanent Magnet Synchronous Motor Based on OptimizedSVPWM AlgorithmHE Xianglong(Hunan Petrochemical Vocational Technical College, YueyangAbstract: SVPWM is a novel technology for controlling converters by changing the space voltage or current vector. This article mainly introduces the mathematical model of permanent magnet synchronous motors, the basic principles of进一步分析，由式（1）、（2）、（3）可以得到：24ππ33s sA sB sC 2π3sA sB 2d e e d 32e 3j j s j U t U U U t ψψψ==++=++∫∫4π3sC e j ψ（4）对电压积分，利用等式两边相等的原则有：s ssA L sB s m s s sC s s sin sin 222sin πsin π33344sin πsin π33t t U t t t t ωωψψωψωωψωω=−=− −−（5）2 SVPWM 控制策略在应用中，PWM 逆变器作为SVPWM 控制的主要对象，可实现较为简单的开关量控制，如图1所示。

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。

电气传动2016年第46卷第11期基于SVPWM 的永磁同步电机直接转矩控制系统孙旭霞1，2，高沁源1，2，孙伟1，2（1.西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西西安710048；2.陕西省复杂系统控制与智能信息处理重点实验室，陕西西安710048）摘要：传统的直接转矩控制系统存在转矩脉动大、开关频率不固定等缺点，限制了直接转矩控制策略的工程应用，提出一种采用空间矢量调制（SVPWM ）技术的永磁同步电机直接转矩控制实现方案。

该方案以新型的转矩单闭环直接转矩控制系统结构为基础，采用SVPWM 技术代替传统开关表方式，并对转矩调节器进行了改进设计。

最后，通过实验验证了理论分析的正确性和系统实现的可行性。

关键词：永磁同步电机；直接转矩控制；空间矢量调制技术中图分类号：TM341文献标识码：ADOI ：10.19457/j.1001-2095.20161101Direct Torque Control of Permanent Magnet Synchronous Motor Based on Space Vector PWM SUN Xvxia 1，2，GAO Qinyuan 1，2，SUN Wei 1，2（1.The School of Automation &Information Engineering ，Xi ’an University of Technology ，Xi ’an 710048，Shaanxi ，China ；2.Key Laboratory of Shaanxi Province for Complex System Control andIntelligent Information Processing ，Xi ’an 710048，Shaanxi ，China ）Abstract:Aiming at the problems of large torque ripple and unfixed switching frequency in the conventionaldirect torque control ，which limits the application of engineering ，a kind of permanent magnet synchronous motor direct torque control scheme based on SVPWM technique was proposed.Taking the new structure of the single torqueloop of DTC system as a basis ，used SVPWM instead of the traditional switch table method ，and also improved the torque regulator.The validity of the theory analysis and the feasibility of the system are verified by the experiments.Key words:permanent magnet synchronous motor （PMSM ）；direct torque control （DTC ）；space vector PWM（SVPWM ）作者简介：孙旭霞（1963-），女，副教授，Email ：sunxx@ELECTRIC DRIVE 2016Vol.46No.11直接转矩控制（DTC ）技术以其简明的控制结构，快速的转矩响应和弱化的参数依赖性，一直以来是高性能电机控制策略的热点研究问题［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。