基于占空比調節的火炮PMSM直接轉矩控制系統研究

韓崇偉，陳騰飛，李 偉，楊 剛，張志鵬

（西北機電工程研究所，陜西咸陽 712099）

基于占空比調節的火炮PMSM直接轉矩控制系統研究

韓崇偉，陳騰飛，李 偉，楊 剛，張志鵬

（西北機電工程研究所，陜西咸陽 712099）

為滿足火炮調速系統速度平穩、調速范圍寬的使用要求，必須降低調速電機的輸出轉矩脈動。通過對傳統PMSM直接轉矩控制方法的轉矩脈動進行分析，得出零空間電壓矢量具有保持電機電磁轉矩作用的結論。在此理論基礎上，采用了空間電壓矢量占空比控制，即根據轉矩誤差，計算出在一個控制周期內有效電壓空間矢量的作用時間，以減小電機轉矩脈動。仿真與試驗結果表明采用該方法與傳統直接轉矩控制相比，降低了電機輸出的轉矩脈動，且低速性能較好，拓寬了調速范圍。

直接轉矩控制；占空比調節；交流永磁同步電動機

交流永磁同步電機（PMSM）具有功率密度大、質量輕、免維護等特點，在新一代火炮先進隨動系統中得到普遍應用。PMSM直接轉矩控制方法的優點是不需要對電流進行解耦控制，計算簡單，控制系統具有動態響應快，參數依賴少等特征，是目前PMSM高性能交流調速系統研究的熱點［1］。

傳統直接轉矩控制（DTC）系統通常采用滯環控制選擇合適的電壓矢量，驅動電機跟蹤給定的電磁轉矩和定子磁鏈，實現電機的運動控制。由于在實際的控制系統中，系統采樣頻率要受到微處理器計算能力和功率器件驅動效率等因素的物理限制，導致采樣頻率存在一定的限制范圍，直接引起電機轉矩脈動現象，轉矩脈動大是直接轉矩最顯著的缺點［2-3］。……