Takahashi和Depenbrock在二十世纪八十年代分别独立提出直接转矩控制理论,这一崭新的控制理论以其优异的转矩动态控制性能和简单的系统结构在感应电机的应用上获得了巨大的成功。1996年瑞典ABB公司推出了第一台采用直接转矩控制技术的变频器,其具有的良好的性能使直接转矩控制技术被称为是下一代变频器技术的代表。永磁同步电机因其具有的功率密度高、效率高、控制性能好等优点被大量应用在交流伺服领域,成为最有发展潜力的电机种类之一。鉴于直接转矩控制理论与永磁同步电机各自的优良性能,因此90年代以来将直接转矩控制技术与永磁同步电机相结合就成为各国学者开始研究的热点。论文在分析、总结已有的理论与实践的基础上对永磁同步电机的直接转矩控制技术的控制策略及其实现方法的改进方面进行了深入的研究。论文首先分析了直接转矩控制技术在永磁同步电机的中应用的理论基础,给出了永磁同步电机直接转矩控制的数学模型。在数学模型的基础上得出了基于开关表的与基于空间矢量调制的直接转矩控制方法,并对两种控制方法分别进行了仿真分析。其次,论文对永磁同步电机直接转矩控制系统中的关键问题进行了分析并提出了有效的解决方案。分析的关键问题包括定子磁链的估算方法,定子电阻变化的补偿方法,逆变器死区时间的补偿方法和转子初始位置的估算方法。应用Matlab/Simulink对所提出的解决方案进行了仿真验证,仿真结果验证了所提出的方案的有效性。最后,在对永磁同步电机直接转矩控制的控制策略以及其中的关键问题分析和仿真的基础上,采用TMS320F2812DSP为主控芯片,构建了永磁同步电动机直接转矩控制系统,并对论文采用的控制策略进行了实验验证。通过实验验证了论文所设计的控制方案的可行性和正确性。证明了基于空间矢量调制方法的直接转矩控制策略在保持了转矩响应快速的优点的基础上具有很小的转矩和磁链波动。
