内置式永磁同步电机(以下简称IPMSM)近年来应用愈发广泛,因其具有如下优势:其磁场由埋在转子中的永磁体产生,没有转子电流,因此不存在转子电流顺耗;简单的转子阻尼较低,可以获得更好的动态特性。正因如此,通常需要转子位置信息来实现高性能的电机控制,一般位置信息由位置传感器获得,这不仅增加了生产成本,同时降低了系统稳定性,因此涌现了许多位置控制方法。
近年来,直接转矩控制(DTC)作为一种理论上的无位置控制方法得到了长足的 发展。直接转矩控制系统中,磁通和转矩观察器观察所得的定子磁通矢量和转矩作为系统反馈量。根据开关表,通过磁通和转矩误差,确定出合适的电压矢量,进而调整定子磁通的振幅和相位,以控制IPMSM的电磁转矩。开关表作为DTC的关键环节,为控制系统提供转矩需求量、磁通需求量和定子磁链位置间的关系。通过开关表,转矩可以被直接控制。但是因为系统中使用了磁滞控制器,开关频率不固定,控制难度大。
基于以上研究和问题。有人提出 了一种适用于IPMSM电机的无差拍直接转矩控制方式,固定了开关频率,并减小了转矩脉动,实现更简单易行的IPMSM驱动控制。
无差拍直接转矩控制(以下简称DB-DTC)是一种时间离散控制器。在该方法中,磁通和转矩反馈仍来自磁通和转矩观察器,不同的是电压矢量的获取方法。DB-DTC通过对这一时刻的转矩和磁通估计值进行计算,从而得到下一时刻的电压矢量,进而驱动电机,而非从开关表中选取得到电压。这样的好处是能使系统有一个固定的开关频率,在固定开关频率下的转矩脉动同样可以固定。这将使得对电机的控制难度大大降低,相比直接转矩控制方法,DB-DTC方法更为简单可靠。