3.1 引言

根據(jù)電機(jī)學(xué)理論，交流電動(dòng)機(jī)主要利用基波分量實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換，諧波會(huì)引起損耗、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)等，所以電動(dòng)機(jī)本體設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)盡可能減小磁動(dòng)勢(shì)及反電動(dòng)勢(shì)中的諧波。根據(jù)第2章的分析，電動(dòng)機(jī)對(duì)象被映射到一個(gè)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換平面和多個(gè)零序軸系上。從減小電動(dòng)機(jī)諧波損耗、減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的角度，希望實(shí)現(xiàn)可控零序軸系電流等于零。

眾所周知，三相電動(dòng)機(jī)繞組若非開(kāi)繞組結(jié)構(gòu)，則零序電流沒(méi)有通路，所以零序電流自然為零，無(wú)需控制。因此，在實(shí)現(xiàn)非開(kāi)繞組結(jié)構(gòu)的三相交流電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制時(shí)，無(wú)需考慮零序分量的控制，僅需關(guān)注基波平面上電壓矢量對(duì)定子磁鏈及電磁轉(zhuǎn)矩的控制作用。但在研究過(guò)程中，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)相對(duì)于減小電磁轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、磁鏈脈動(dòng)強(qiáng)力需求而言，三相逆變橋只能提供七個(gè)電壓矢量，數(shù)量明顯偏少。而多相電動(dòng)機(jī)采用多相逆變器供電，可以提供更多的電壓矢量來(lái)實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈更加精準(zhǔn)的控制。

由于多相電動(dòng)機(jī)存在多個(gè)可控零序軸系，所以在用多相逆變器輸出電壓矢量對(duì)基波平面電磁轉(zhuǎn)矩、定子磁鏈控制的同時(shí)，還要對(duì)可控制零序軸系進(jìn)行主動(dòng)控制。這就要求所選擇的電壓矢量能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換平面和可控零序軸系的控制。由于零序軸系控制的約束，如何精選電壓矢量是多相電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的關(guān)鍵。

本章以六相對(duì)稱繞組永磁同步電動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象，研究反電動(dòng)勢(shì)正弦波的多相電動(dòng)機(jī)單電動(dòng)機(jī)單平面機(jī)電能量轉(zhuǎn)換型直接轉(zhuǎn)矩控制策略，從兩個(gè)方向各自提出兩種直接轉(zhuǎn)矩控制思路：一是將控制策略分解到機(jī)電能量轉(zhuǎn)換平面和零序軸系上進(jìn)行；二是在多軸構(gòu)成的完整多維空間中構(gòu)建控制策略。