PMSM控制方式簡介課件

主要內容1、PMSM的數學模型及主要控制方式2、PMSM預測電流控制與其延時補償環(huán)節(jié)3、基于無差拍控制理論的單步預測滾動次數的優(yōu)化4、id=0控制方式與MTPA控制方式的比較5、降低轉矩波動策略的研究（添加零向量）6、GUI的學習7、下周計劃參考文獻1、交直流調速系統(tǒng)李正熙楊立永2、惡劣海況下電力推進系統(tǒng)控制策略仿真研究竇孝欽3、PredictiveControlofPowerConvertersandElectricalDrives

J.R4、永磁同步電機的無差拍預測轉矩控制系統(tǒng)，浦龍梅，張宏立5、基于MTPA的永磁同步電機模型預測轉矩控制王偉光李偉主要內容1、PMSM的數學模型及主要控制方式正弦波PMSM按照永磁體在轉子上的安裝方式可分為（a）、表貼式PMSM：隱極式轉子結構Ld=Lq，但氣隙較大導致磁阻較小，電感較小（b）、嵌入式PMSM：凸極式Ld<Lq,功率密度大，輸出轉矩能力強，適用于較高轉速，但漏磁系數大（c）、內埋式PMSM：凸極式，高氣隙磁通密度，適用于超高速，輸出轉矩能力最大，但結構復雜，價格昂貴

1、PMSM的數學模型及主要控制方式正弦波PMSM按照永磁體PMSM的在d-q軸上的數學模型PMSM的在d-q軸上的數學模型坐標變換Clark變換Park變換iclark變換iPark變換坐標變換Park變換iclark變換iPark變換PMSM矢量控制方法（FOC）原理借助于坐標變換，將各變量從三相靜止坐標系變換到跟隨轉子同步旋轉的兩相旋轉坐標系上，定子電流矢量按d-q軸被分解id和iq（其中id為勵磁電流分量，iq為轉矩電流分量），轉矩方程（2）中，通過對id和iq的控制可以達到控制轉矩的目的。PMSM直接轉矩控制方法（DTC）原理由公式（3）可以看出，若能控制定子磁鏈lam*s的幅值為常數，那么電機的轉矩僅與轉矩角teta有關，通過控制轉矩角teta就可以達到控制轉矩的目的。（1）（2）（3）PMSM矢量控制方法（FOC）（1）（3）PMSM控制方式簡介課件id=0控制方式在id=0的控制方式中，無論iq的大小如何，都保持id=0，通過改變iq的值來實現對電動機轉矩的控制，轉矩的表達式就可以簡化為Te=np*lam-f*iq優(yōu)點：結構簡單，轉矩控制性能好，轉矩脈動小，可獲得較寬的調速范圍缺點：為了保證調速系統(tǒng)在大負載下有足夠的電源電壓，變頻器需要有足夠的電壓裕量

負載增加時，teta變大，造成功率因數降低

輸出轉矩能力較低MPTA控制方式MPTA控制方式即最大轉矩電流比控制方式，在該控制方式下，幅值一定的電子電流產生的轉矩最大，等價于對應相同的電磁轉矩，在該控制下所需的定子電流最小，進而對應的電動機銅損也最小。

在MTPA控制中：

id=0控制方式由圖可知，對于相同的轉矩，由于MTPA控制方式可以充分的利用磁阻轉矩，MTPA控制方式的定子電流要比id=0的控制方式小得多，還顯著降低了定子的供電電壓，同時提高了電動機的運行效率。由圖可知，對于相同的轉矩，由于MTPA控制方式可以充分的利用2、PMSM預測電流控制與其延時補償環(huán)節(jié)PCC是通過預估每組開關狀態(tài)的影響，預測模型將與控制要求最接近的開關狀態(tài)2、PMSM預測電流控制與其延時補償環(huán)節(jié)PMSM控制方式簡介課件PMSM控制方式簡介課件延時補償延時補償3、基于無差拍控制理論的單步預測滾動次數的優(yōu)化無差拍控制建立在系統(tǒng)離散模型之上，在一個控制周期內使被控量達到其期望值。在永磁同步電機控制系統(tǒng)中，以id與iq零跟蹤誤差為控制目標，直接計算出加在定子端的最優(yōu)電壓矢量。右圖是基于無差拍電壓矢量優(yōu)選策略的PCC的控制流程圖（未加延時補償）3、基于無差拍控制理論的單步預測滾動次數的優(yōu)化無差拍控制建立右圖是基于無差拍電壓矢量優(yōu)選策略的PCC的控制流程圖（加延時補償）右圖是基于無差拍電壓矢量優(yōu)選策略的PCC的控制流程圖（加延時4、id=0控制方式與MTPA控制方式的比較從上圖可以看出MTPA控制方式顯著優(yōu)于id=0的控制方式。為此我們將上述成本函數的第一項改為MTPA優(yōu)化目標函數，公式如下最后通過仿真的手段來驗證上述結論4、id=0控制方式與MTPA控制方式的比較從上圖可以看出5、降低轉矩波動策略的研究（添加零向量）5、降低轉矩波動策略的研究（添加零向量））方法一，在控制周期結束時，實際轉矩等于目標轉矩

方法二，在整個控制周期內，電機轉矩的平均值等于目標值方法三，在整個控制周期內，轉矩誤差的均方根最?。┓椒ㄒ?，在控制周期結束時，實際轉矩等于目標轉矩方法二，在整在假設轉矩變化率S1和S2不變的情況下，三種方法的占空比求解如下：在假設轉矩變化率S1和S2不變的情況下，三種方法的占空比求解6、GUI的學習進度這學期以來，已經把GUI設計學習手記粗看一遍，現在正在研究繆師兄給的一些例子以及711混動的仿真界面7、下周計劃1、盡力完成對模型的調試2、先熟悉幾個GUI的例子，然后簡單的做一個GUI界面6、GUI的學習進度7、下周計劃謝謝！謝謝！主要內容1、PMSM的數學模型及主要控制方式2、PMSM預測電流控制與其延時補償環(huán)節(jié)3、基于無差拍控制理論的單步預測滾動次數的優(yōu)化4、id=0控制方式與MTPA控制方式的比較5、降低轉矩波動策略的研究（添加零向量）6、GUI的學習7、下周計劃參考文獻1、交直流調速系統(tǒng)李正熙楊立永2、惡劣海況下電力推進系統(tǒng)控制策略仿真研究竇孝欽3、PredictiveControlofPowerConvertersandElectricalDrives

J.R4、永磁同步電機的無差拍預測轉矩控制系統(tǒng)，浦龍梅，張宏立5、基于MTPA的永磁同步電機模型預測轉矩控制王偉光李偉主要內容1、PMSM的數學模型及主要控制方式正弦波PMSM按照永磁體在轉子上的安裝方式可分為（a）、表貼式PMSM：隱極式轉子結構Ld=Lq，但氣隙較大導致磁阻較小，電感較?。╞）、嵌入式PMSM：凸極式Ld<Lq,功率密度大，輸出轉矩能力強，適用于較高轉速，但漏磁系數大（c）、內埋式PMSM：凸極式，高氣隙磁通密度，適用于超高速，輸出轉矩能力最大，但結構復雜，價格昂貴

1、PMSM的數學模型及主要控制方式正弦波PMSM按照永磁體PMSM的在d-q軸上的數學模型PMSM的在d-q軸上的數學模型坐標變換Clark變換Park變換iclark變換iPark變換坐標變換Park變換iclark變換iPark變換PMSM矢量控制方法（FOC）原理借助于坐標變換，將各變量從三相靜止坐標系變換到跟隨轉子同步旋轉的兩相旋轉坐標系上，定子電流矢量按d-q軸被分解id和iq（其中id為勵磁電流分量，iq為轉矩電流分量），轉矩方程（2）中，通過對id和iq的控制可以達到控制轉矩的目的。PMSM直接轉矩控制方法（DTC）原理由公式（3）可以看出，若能控制定子磁鏈lam*s的幅值為常數，那么電機的轉矩僅與轉矩角teta有關，通過控制轉矩角teta就可以達到控制轉矩的目的。（1）（2）（3）PMSM矢量控制方法（FOC）（1）（3）PMSM控制方式簡介課件id=0控制方式在id=0的控制方式中，無論iq的大小如何，都保持id=0，通過改變iq的值來實現對電動機轉矩的控制，轉矩的表達式就可以簡化為Te=np*lam-f*iq優(yōu)點：結構簡單，轉矩控制性能好，轉矩脈動小，可獲得較寬的調速范圍缺點：為了保證調速系統(tǒng)在大負載下有足夠的電源電壓，變頻器需要有足夠的電壓裕量

負載增加時，teta變大，造成功率因數降低

輸出轉矩能力較低MPTA控制方式MPTA控制方式即最大轉矩電流比控制方式，在該控制方式下，幅值一定的電子電流產生的轉矩最大，等價于對應相同的電磁轉矩，在該控制下所需的定子電流最小，進而對應的電動機銅損也最小。

在MTPA控制中：

id=0控制方式由圖可知，對于相同的轉矩，由于MTPA控制方式可以充分的利用磁阻轉矩，MTPA控制方式的定子電流要比id=0的控制方式小得多，還顯著降低了定子的供電電壓，同時提高了電動機的運行效率。由圖可知，對于相同的轉矩，由于MTPA控制方式可以充分的利用2、PMSM預測電流控制與其延時補償環(huán)節(jié)PCC是通過預估每組開關狀態(tài)的影響，預測模型將與控制要求最接近的開關狀態(tài)2、PMSM預測電流控制與其延時補償環(huán)節(jié)PMSM控制方式簡介課件PMSM控制方式簡介課件延時補償延時補償3、基于無差拍控制理論的單步預測滾動次數的優(yōu)化無差拍控制建立在系統(tǒng)離散模型之上，在一個控制周期內使被控量達到其期望值。在永磁同步電機控制系統(tǒng)中，以id與iq零跟蹤誤差為控制目標，直接計算出加在定子端的最優(yōu)電壓矢量。右圖是基于無差拍電壓矢量優(yōu)選策略的PCC的控制流程圖（未加延時補償）3、基于無差拍控制理論的單步預測滾動次數的優(yōu)化無差拍控制建立右圖是基于無差拍電壓矢量優(yōu)選策略的PCC的控制流程圖（加延時補償）右圖是基于無差拍電壓矢量優(yōu)選策略的PCC的控制流程圖（加延時4、id=0控制方式與MTPA控制方式的比較從上圖可以看出MTPA控制方式顯著優(yōu)于id=0的控制方式。為此我們將上述成本函數的第一項改為MTPA優(yōu)化目標函數，公式如下最后通過仿真的手段來驗證上述結論4、id=0控制方式與MTPA控制方式的比較從上圖可以看出5、降低轉矩波動策略的研究（添加零向量）5、降低轉矩波動策略的研究（添加零向量））方法一，在控制周期結束時，實際轉矩等于目標轉矩

方法二，在整個控制周期內，電機轉矩的平均值等于目標值方法三，在整個控制周期內，轉矩誤差的均方根最小）