五相永磁电机PWM控制系统研究

1、内容简介

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2、内容说明

近年来，随着全球环境的恶化问题以及能源短缺问题越来越突出，电动汽车作为一种

绿色环保且高效的交通工具，其发展受到了日益关注。同时，永磁电机因其结构紧凑、效

率高、动态性能好、运行可靠以及功率密度大等优点，被广泛应用于电动汽车领域。而多

相永磁电机在普通三相电机的基础上，进一步提升了其容错性能及输出转矩。因此，本文

以电动汽车驱动用五相永磁容错电机（ FT-PMM ）为控制对象，以直接转矩控制（ DTC ）

为研究重点，针对五相永磁电机传统 DTC 策略存在的一些问题，通过深入分析五相永磁

电机 DTC 策略的特点以及现有解决方法的缺陷，提出了两种改进的 DTC 策略，仿真分析

和实验结果验证了所提控制策略的正确性及可行性。

论文的主要研究成果如下：

1. 分析了五相 FT-PMM 的结构及电磁特性，推导了五相电机在各坐标系之间的变换

矩阵，同时在各坐标系下，建立了五相 FT-PMM 的数学模型，为后续电机仿真模

型的成功搭建奠定了基础。

2. 介绍了五相电机的 DTC 基本理论，同时针对五相电机传统 DTC 策略存在转矩和

磁链脉动较大、相电流三次谐波含量较高的问题，通过分析五相电机空间矢量的

特点以及 DTC 策略的作用机理，提出了基于三次谐波抑制的改进 DTC 策略以及

基于零序电压谐波注入式的载波脉宽调制 DTC 策略。进一步的，通过成功搭建

Matlab/Simulink 仿真模型，对所提控制策略进行仿真验证。

3. 设计了基于 DSP 的五相 FT-PMM 电机驱动实验平台，其中包含了软件设计部分和

硬件设计部分，为接下来针对五相 FT-PMM 的 DTC 实验验证提供了可靠的平台。

4. 基于所设计的电机控制平台，对所提出的几种 DTC 策略进行实验验证，实验结果

表明，与传统 DTC 策略相比，本文提出的两改进 DTC 策略均可在保持转矩良好

动态响应性能的前提下，有效减小转矩和磁链脉动，并大幅降低相电流的三次谐

波含量。

关键词： 五相永磁容错电机，直接转矩控制，三次谐波抑制，零序电压谐波注入，载波脉

宽调制，转矩脉动

3、仿真分析

略

4、参考论文

 

 

 

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