一种提高轨道交通永磁同步牵引电机动态性能的直接转矩控制方法

摘要

永磁同步电机由于其高效率,高功率因数,体积小,重量轻,高功率密度,启动转矩大和更好的动态性能,可实现无齿轮箱的直接驱动动,在轨道交通牵引系统的应用日益引起国内外同行业的关注;随着永磁材料和电力电子技术的发展,永磁电机在轨道交通牵引系统的研究与应用日益广泛.高效节能是永磁牵引系统最突出的优势.本文针对永磁同步牵引电动机提出了一种新的直接转矩控制方法,基于永磁同步电动机的数学模型中磁链公式的推导.传统的控制方法一般需要若干个电流控制器和复杂的参数变换,这增加了控制系统的非线性度;而新的方法通过磁链公式的进一步推导,省去了复杂的参数变换.将转矩误差经过一个PI控制器之后作为磁链旋转速度的参考值,带入到磁链矢量误差估算单元,然后计算应采用的电压矢量,电压矢量用空间矢量脉宽调制(SVPWM)方法实现.仿真实验结果表明,采用该方法的控制系统动态响应迅速,功率器件开关频率恒定,磁链和转矩的脉动都较小.