前言

第1章绪论

第2章矩阵变换器运行特性

第3章矩阵变换器－永磁同步电机系统调制策略

第4章矩阵变换器－永磁同步电机系统矢量控制

第5章矩阵变换器－永磁同步电机系统直接转矩控制

第6章矩阵变换器－永磁同步电机系统发展前景与展望

索引 2100433B

本书是作者及所带领研究团队十余年从事矩阵变换器永磁同步电机系统研究成果的整理和总结，内容涉及矩阵变换器调制原理及运行特性分析方法、矩阵变换器永磁同步电机系统矢量控制与直接转矩控制下的特性分析及综合性能提升策略等。其中包括矩阵变换器运行稳定性、非理想电网供电下电机系统运行控制、高性能电机系统直接转矩控制等前沿研究成果。

一种永磁同步电机扭矩输出控制系统专利目的

为解决2013年12月前永磁同步电机扭矩控制系统因难以对电机电感准确地标定和辨识而造成对电机输出扭矩的控制会产生较大偏差的技术问题，该发明提出一种永磁同步电机扭矩输出控制系统。

一种永磁同步电机扭矩输出控制系统技术方案

《一种永磁同步电机扭矩输出控制系统》包括依次电连接的调制模块、逆变器和永磁同步电机，其特征在于还包括：

3/2变换模块：用于对电机的三相输出电流进行3/2变换，输出磁通电流反馈值和扭矩电流反馈值；扭矩计算模块：用于根据磁通电流反馈值和扭矩电流反馈值计算出电机扭矩实际输出值；需求电流计算模块：用于根据输入的电机扭矩输出需求值计算出该需求值对应的磁通电流需求值和扭矩电流需求值；扭矩比较器：用于计算电机扭矩输出需求值与电机扭矩输出实际值的差值；扭矩电流补偿积分调节模块：用于对电机扭矩输出需求值与电机扭矩输出实际值的差值进行积分调节，计算出扭矩电流补偿值；扭矩电流加法器：用于计算扭矩电流需求值与扭矩电流补偿值的和值，即为扭矩电流参考值；磁通电流计算模块：用于根据磁通电流需求值、扭矩电流需求值和扭矩电流参考值计算出磁通电流参考值；扭矩电流比较器：用于计算扭矩电流参考值与扭矩电流反馈值的差值；磁通电流比较器：用于计算磁通电流参考值与磁通电流反馈值的差值；和电流PI调节模块：用于根据扭矩电流参考值与扭矩电流反馈值的差值以及磁通电流参考值与磁通电流反馈值的差值分别计算出电机同步旋转坐标下d轴电压和q轴电压，并将两电压值送入调制模块。

进一步的，需求电流计算模块包括：电极电感计算单元：用于根据电机直轴和交轴电感的饱和特性计算不同电机电流下对应的电机电感；和电流需求值计算单元：以最大扭矩电流比为控制目标，计算电机扭矩输出需求值对应的磁通电流需求值和扭矩电流需求值。

进一步的，磁通电流计算模块用于按如下公式计算：is_ref1=sqrt（id_ref1^2 iq_ref1^2），id_ref2=sqrt（is_ref1^2-iq_ref2^2）；其中，is_ref1为磁通电流需求值和扭矩电流需求值确定的定子电流需求值，id_ref1为磁通电流需求值，iq_ref1为扭矩电流需求值，id_ref2为磁通电流参考值，iq_ref2为扭矩电流参考值。

进一步的，扭矩计算模块用于按如下公式计算：T_fdb=1.5*np*iq_fdb*（φ-（Ld-Lq）*id_fdb）其中，T_fdb为电机扭矩实际输出值；id_fdb为磁通电流反馈值；iq_fdb为扭矩电流反馈值；Ld为id_fdb下的直轴电感；Lq为iq_fdb下的交轴电感；np为电机极对数；φ为电机永磁链。

进一步的，扭矩补偿积分调节模块包括相连接的积分电路和限幅电路。

进一步的，调制模块为SVPWM（SpaceVectorPulseWidthModulation，空间矢量脉宽调制）调制模块。

一种永磁同步电机扭矩输出控制系统改善效果

《一种永磁同步电机扭矩输出控制系统》在控制扭矩输出的基础上，以实际输出扭矩为目标，计算出扭矩偏差，用扭矩偏差去修正磁通电流和扭矩电流的匹配关系，使得电机扭矩输出跟踪目标扭矩。《一种永磁同步电机扭矩输出控制系统》在得到电机电感参数进行最大扭矩电流比控制中，使用计算的反馈扭矩和目标需求扭矩的偏差进行积分调节，进行扭矩电流的补偿，从而动态跟踪目标需求扭矩，既避免了工程离线标定扭矩的复杂过程，又解决了电感参数标定不准带来的扭矩精度问题，并且工程上实现方便实用。

永磁同步电机牵引系统是列车的动力系统，由变流器和电机两大部分组成，其中变流器相当于列车的心脏，电机好比是列车的肌肉，电机主要负责传达动力，完成电能到机械能转变，带动列车平稳行驶。

在结构上，永磁同步电机伺服系统可集成多套电驱动伺服系统，且不大幅增加装置的高度与宽度；在传动方式上，通过特殊的结构使多个负载独立运动，并且对多个负载进行直接驱动以减小传动误差；在系统设计上，对该系统全数字化、微型化、高性能化和智能化设计。 2100433B