优化转矩磁链调节器和开关表可降低转矩脉动,改善直接转矩控制性能。有研究仔细分析了传统永磁同步电机六扇区 DTC 方案中空间电压矢量对磁链与转矩轨迹的作用过程发现,随着定子磁链在扇区内位置的变化,电压矢量对磁链与转矩的作用是不均衡的,而且在扇区边缘这种不平衡的现象更加明显,对定子磁链施加一个电压矢量时往往需要施加多个相反作用的电压矢量才能抵消其对定子磁链的影响,造成磁链运行轨迹不对称,转矩轨迹也存在同样的情况,对系统的控制性能带来不良影响。为了解决这个问题,扇区细分法被提出,主要包括扇区细分为十二扇区、十八扇区两种方案。之前已经介绍过了传统六扇区和十二扇区的划分方法,这里说一下十八扇区的方案。
一、原理介绍
十八扇区细分方案则是把原来按照60度划分的扇区均分为三个扇区,每20度一个扇区,一共十八个扇区,划分示意图如图所示。图中k 表示传统六扇区方案中的第k个扇区,k=1,2,…,6,以第1扇区为例,前部即(-30°,-10°)、中部为(-10°,10°)、尾部为(-30°,-10°)。
十八扇区划分示意图
十八扇区划分方案的空间电压矢量选择表分别如下所示
二、仿真模型
在MATLAB/simulink里面验证所提算法。采用和实验中一致的控制周期5e-5,电机部分计算周期为5e-7。仿真模型如下所示:
2.1给定转速与实际转速
2.2给定电磁转矩与实际电磁转矩
2.3给定定子磁链与实际定子磁链
2.4磁链圆
总结:永磁同步电机DTC的扇区细分方案从一定程度上改善了电机运行中磁链与转矩轨迹的不对称现象,经过优化后的空间矢量电压选择表,可减小扇区细分方案转矩脉动。