TSMC-PMSM系统直接转矩控制策略的优化研究

针对双级矩阵变换器-永磁同步电机系统传统的直接转矩控制策略中存在输入电流质量差、转矩和磁链波动较大的问题,以双级矩阵变换器的整流级和逆变级作为研究对象,提出一种占空比优化控制策略。首先,分别对整流级和逆变级矢量进行坐标分解,得到电流矢量对无功电荷量、电压矢量对转矩和磁链的影响表达式,据此得到相对应的影响因子分布图;然后,以整流级的无功电荷量、逆变级的转矩和磁链作为控制目标,通过运用占空比平均值法实现单位周期内被控量误差最小化,从而得到整流级与逆变级有效矢量与零矢量的作用时间,实现对转矩、磁链和无功电荷量的精确控制。仿真结果证明,所提优化策略可使转矩和磁链波动减小,输入电流波形质量得到改善,具有良好的动静态特性,验证了理论分析的正确性与有效性。