步进电机直接转矩控制系统研究

因为PMSM具有功率密度高、功率和功率因数高的特色，在工业、民用、军事等范畴的使用越来越广泛。DTC摒弃了矢量操控中解耦的操控思维，去掉了PWM操控和电流反应环节，选用特定的定子磁链定向和空间矢量概念，经过检查定子电压、电流，直接在定子坐标系下观测电机磁链、转矩，并将此观测值与给定磁链、转矩相比较，差值经滞环操控器调理得到相应操控信号，再综合当时磁链状况来挑选相应电压空间矢量，直接操控电机定子磁链及转矩，以取得迅速的转矩呼应及优良的操控功能。对于永磁同步电机直接转矩操控战略，说明其理论基础，运用现有的异步电机DTC研究成果，从理论及空间电压矢量挑选表。


　　在实践的数字操控体系中，磁链会常常处在分区鸿沟处的一个小扇区内，形成电压矢量挑选的不断定性。为此在分区鸿沟上挑选与分区鸿沟笔直的电压矢量，得到表2所示修正表。

步进电机直接转矩控制系统研究

　　输入信号处理为完成定子磁链及转矩的观测，检查电机电压电流。对PMSMDTC而言，为起动电机需知转子磁极的准确位置以断定定子磁链初始矢量，一起还需要用光电编码信号核算电机的转速完成速度闭环操控。为此设置了电压、电流、光电编码等输入信号的处理电路。

　　体系维护电路因为PMSMDTC体系无电流环，借助于离散的两点式调理（Ban-Bang操控）直接对逆变器开关状况进行操控，有可能发生电流冲击，为此有必要完善体系的过流维护。

　　过流维护措施分三层施行，顺次是软件、硬件和IPM本身维护，其电流维护值顺次添加。硬件过流测与锁存电路如所示。

　　维护体系共有三路毛病信号源，别离是三相电机过流、直流母线过流和IPM毛病信号。3个毛病信号经处理取得一个总的报警信号，别离输入到DSP和硬件维护电路。为确保维护功能得以完成，区鸿沟修正后，取得了杰出的起动才能和起动特性。

　　电机空载起动的转速（上）、转矩（下）波形示出2000r/min下安稳运行时的定子磁链矢量轨道，具有圆形特征。为电机给定转速000r/min之间切换的情况下得到的转矩呼应波形。0是转矩在-5Nm和5N*m之间，切换速度开环情况下得到的转矩波形。

步进电机直接转矩控制系统研究

　　能够看出，电机的输出转矩从-5Nm到5Nm的改变时刻仅为1ms，表现了选用PMSMDTC战略后能取得迅速的转矩动态呼应作用。

　　6定论剖析了PMSMDTC与异步电机DTC之间的区别，对于定子磁链分区鸿沟上电压矢量挑选方面存在的差错，对PMSMDTC开关表作了弥补优化，在此基础上提出了一整套操控计划和完成技能。实验成果验证了所提出的PMSMDTC计划实践可行，具有杰出的转矩动态呼应功能。