改进的双三相永磁同步电机占空比直接转矩控制：减小谐波与脉动

双三相永磁同步电机在工业应用中因其高效、结构简单等优点被广泛采用。然而，传统直接转矩控制(DTC)方法存在一些缺点，如转矩脉动较大和电流谐波显著，这可能导致电机性能下降和噪声增加。针对这些问题，本研究提出了一个新颖的控制策略，即结合合成虚拟矢量和占空比调制的改进直接转矩控制。 首先，通过脉宽调制(PWM)技术，对电压矢量进行重构，将其转化为12个不同的虚拟矢量，并构建出一个全新的开关表。这种技术能够提供更精细的控制精度，使得电机运行更加平稳。然后，借鉴占空比调制的原理，控制器在一个控制周期内同时激活一个虚拟矢量和一个零矢量，通过设计一种简单的方法来计算每个虚拟矢量在单个采样周期内的实际作用时间。这种方法的关键在于，通过对电压脉冲宽度的精确控制，能够有效地减少电流中的谐波成分，从而降低谐波电流。 相比于传统的DTC，新方法在保持基本控制效果的同时，显著改善了电机的动态响应和效率。仿真结果表明，采用这种改进的DTC策略后，转矩脉动明显减小，而电流谐波得到有效抑制，这不仅提高了电机的工作稳定性和寿命，还降低了电磁噪音，提升了整个系统的性能。 作者张志锋和朱春海，作为沈阳工业大学电气工程学院的副教授和博士生导师，他们在这个领域的研究具有深厚的专业背景。他们的研究成果得到了国家自然科学基金项目的资助，表明这项工作得到了学术界的认可和支持。 总结来说，这篇论文为双三相永磁同步电机的控制技术提供了一个重要的突破，展示了占空比调制在解决传统DTC问题上的潜力，为电机驱动控制领域的工程师们提供了新的设计思路和优化方案。通过改进的直接转矩控制策略，电机性能得到了提升，这对于提高电力系统整体效率和用户体验具有重要意义。