第３９卷

第１期湖南大学学报（自然科学版）

Ｖ０１．３９，Ｎｏ．ｉ２

０

１

２年１月

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ）

Ｊａｎ．２０１２

文章编号：１６７４—２９７４（２０１２）０１－００５２—０５

基于滑模变结构的ＰＭＳＭ的直接转矩控制”

黄守道＋，徐振宇，肖

磊，陈自强

（湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙４１００８２）

摘要：分析了永磁同步电机（ＰＭＳＭ）数学模型，设计了一种新颖的基于空间矢量脉宽

调制技术的直接转矩控制（ＳＶＭ—ＤＴＣ）系统．利用两个ＰＩ控制器分别调节磁链和转矩实现对电机空间矢量中转矩和磁链２分量的解耦，同时，采用基于转子位置和定子电流的定子磁链估算方法观测定子磁链，并设计滑模变结构无速度传感器来估算转子位置．仿真与实验结果表明，所提出的方法能有效地估算定子磁链与转速，减小电磁转矩和定子磁链脉动，从而使系统具有很好的动、静性能．

关键词：永磁同步电机；直接转矩控制；空间矢量脉宽调制；无速度传感器；磁链观测中图分类号：ＴＭ３０１．２；ＴＭ３５１

文献标识码：Ａ

ＤｉｒｅｃｔＴｏｒｑｕｅＣｏｎｔｒｏｌｏｆ

ＰＭＳＭ

Ｂａｓｅｄ

ｏｎ

ＳｌｉｄｉｎｇＭｏｄｅ

ＨＵＡＮＧＳｈｏｕ—ｄａｏｔ，ＸＵＺｈｅｎ－ｙｕ，ＸＩＡＯＬｅｉ，ＣＨＥＮＺｉ—ｑｉａｎｇ

（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ。ＨｕｎａｎＵｎｉｖ，Ｃｈａｎｇｓｈａ，Ｈｕｎａｎ

４１００８２－Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ

ｏｎ

ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｏｆｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｍｏｔｏｒ

（ＰＭＳＭ），ａｎｅｗｄｉｒｅｃｔ

ｔｏｒｑｕｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ

ｂａｓｅｄ

ｏｎ

ｓｐａｃｅｖｅｃｔｏｒ

ｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅ

（ＳＶＭ—ＤＴＣ）ｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｓｔａｔｏｒ

ｆｌｕｘａｎｄｔｏｒｑｕｅｗｅｒｅｒｅｇｕｌａｔｅｄｂｙＰＩｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｓ

ｔｏ

ｄｅｃｏｕｐｌｅｍｏｔｏｒ

ｓｐａｃｅｖｅｃｔｏｒｉｎｔｈｅｔＷＯｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｓｔａｔｏｒｆｌｕｘａｎｄ

ｔｏｒｑｕｅ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ａ

ｓｔａｔｏｒ

ｆｌｕｘｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ

ｂａｓｅｄ

ｏｎｒｏｔｏｒ

ｐｏｓｉｔｉｏｎａｎｄｓｔａｔｏｒｃｕｒｒｅｎｔｗａｓｕｓｅｄａｎｄｓｅｎｓｏｒｌｅｓｓｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｔｏｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｒｏｔｏｒｐｏｓｉ—

ｔｉｏｎ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｈａｖｅｓｈｏｗｎｔｈａｔｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｅｔｈｏｄ

ｃａｎ

ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅ

ｓｔａｔｏｒ

ｆｌｕｘａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｔｏｒｑｕｅａｎｄ

ｓｔａｔｏｒ

ｆｌｕｘｒｉｐｐｌｅ，ＳＯｔｈｅｓｙｓｔｅｍｈａｓｇｏｏｄｓｔａｔｉｃａｎｄ

ｄｙｎａｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ．

Ｋｅｙ

ｗｏｒｄｓ：ＰＭＳＭ；ＤＴＣ；ＳＶＰＷＭ；ｓｅｎｓｏｒｌｅｓｓ；ｆｌｕｘ

ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ

永磁同步电机直接转矩控制（Ｄｉｒｅｃｔ

Ｔｏｒｑｕｅ

增加零矢量来抑制脉动，但是由于可供选择的电压Ｃｏｎｔｒｏｌ，简称ＤＴＣ）具有控制方式简单，转矩响应矢量只有８个，导致无法从根本上消除脉动．文献［４快，并对电机参数依赖小等优点Ⅲ．传统的ＤＴＣ方—６］引进空间矢量调制（ＳＶＭ）方案，其基本思想案采用的是转矩、磁链的滞环控制，存在转矩和磁链是，在一个周期内安排多个空间矢量合成所需任意脉动以及开关频率不恒定的问题‘２１．文献１－３３提出

电压空间矢量从而实现对转矩和磁链进行更准确的

收稿日期：２０１１－０３－３１

基金项目：国家自然科学基金资助项目（５０９０７０２０）；湖南省教育厅青年项目（０９８０１２）作者简介：黄守道（１９６２一），男，湖南资兴人，湖南大学教授，博士生导师ｔ通讯联系人，Ｅ－ｍａｉｌｌｓｈｏｕｄａｏｈｕａｎｇ＠ｔｏｍ．ｃｏｒｎ

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