五相永磁同步电机的直接转矩控制仿真及优化

银 豪

(西南交通大学 牵引动力国家重点实验室，四川 成都 610031)

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永磁同步电机具有结构紧凑、高功率密度和高运行效率等特点，近年来正逐渐取代传统的直流电机，当然，多相电机在工业生产应用以及科学研究中更受欢迎和重视。相比于三相电机系统，多相电机系统有着更多的优点，比如高的功率比、更少的直流电流谐波、更低的转矩脉动和快速的变速反应。当负载产生波动时，控制系统对于响应的要求以及运行的稳定要求变得更加苛刻，而多相电机系统可以满足这一要求[1]。

直接转矩控制(DTC)是在静止坐标系下进行控制，使得定子磁链在空间做连续的圆形运动来保证转子的持续转动[2]。目前大多数的研究围绕在三相永磁同步电机的仿真上，文献[3]中，展现了三相电机的控制与仿真，FOC(磁场定向控制)和DTC得到了广泛的使用，DTC是在静止坐标系下进行控制，而FOC是在旋转坐标系下进行控制，由于直接转矩具有快速的动态转矩反应，精确简单的控制结构和更佳的鲁棒性，因此越来越多的研究围绕在直接转矩上[4]。关于五相永磁同步电机，在文献[5]中提出了利用LQR进行五相电机的控制，并采用了MATLAB/Simulink进行了仿真分析。在文献[6]中，建立了五相感应电机的仿真模型，通过clarke变换将其转换到α-β平面中，得到了相似的动力学特性。文献[7]中介绍了细分扇区和采用占空比的方法调控空间电压矢量，取得了降低转矩脉动的效果。文献[8]中在直接转矩的基础上，进一步优化转矩纹波及磁链轨迹,以降低定子电流低次谐波为控制目标，提出多目标优化控制模型。……