社会应用中的同步电机与异步电机区别研究永磁同步电机直接转矩控制建模与仿真分析
引言
随着电力电子技术、微型计算机技术、稀土永磁材料和控制理论的飞速发展，PMSM具有体积小、重量轻、效率高、转动惯量小、可靠性高等优点已获得越来越广泛的应用，将DTC策略应用于PMSM控制中，以提高电机的快速转矩响应，成为研究者关注的课题。
直接转矩控制理论于20世纪80年代由德国学者M.Depenbrock和日本学者I.Takahashi首先针对异步电动机提出，90年代由Zhong.L,RahmanMF,Hu.YW等学者提出PMSMDTC理论。其基本思想是将电机给定转速和实际转速的误差，经PI调节器输出作为转矩的给定信号；同时系统根据检测的电机三相电流和电压值，利用磁链模型和转矩模型分别计算電機給定的轉子位置以及實際轉子位置之間誤差；最后根据它们状态选择逆变器开关矢量，使電機能按控制要求调解输出轉矩，最终达到調速目的。
由于電機轉速與磁鏈計算對於控制系統性能影響較大，对於這些問題，本文旨在通过详细介绍DTC系统各个环节MATLAB/Simulink建模方法，为教学过程中理解PMSM DTC理论不易的问题提供帮助，并为进一步研究提供基础。
永磁同步電機與異步電機之區別
1.1 永磁同步電機與異步電機數學模型之比較
在αβ坐标系下,PMSM数学模型与ASDM（异步串联并列动态数学模型）的主要区别在于：
PMSM没有额外励磁源，因此不需要考虑励磁协调问题。
PMSM具有更好的速度跟踪能力，因为它可以直接从输入功率中获取瞬时功率。
ASDM通常需要更复杂的心智估算来处理无载运行期间出现的问题，如滑行现象等。
系統Simulink仿真组件构建
2.1 坐标变换及3/2变换原理
在实际实现中，我们可以使用三角函数或余弦函数进行坐标变换，从而得到所需的一半频域数据。
采样后，我们使用三角函数或余弦函数再次进行反变换以恢复原始时间域数据，这一步骤称为3/2反变换。
系统建立与参数设置
本系统主要包含了速度环PI调节器、三相采样当前变化、三相静止坐标系下的两相定子当前估算、二次方程求解法得出的二次谐波过滤，以及基于空间矢量PWM产生开关表。
参数设置包括但不限于：逆变器端数值（Ud）、回路内阻抗（R）、感抗（Ls）以及负载参数等。
结果分析与讨论
进行了多种不同条件下的仿真测试，如改变加载情况或者调整PID参数的情况下，都能够验证该系统对于速度、高频谐波抑制以及稳态误差有很好的效果。
实际上，由于物理世界中的因素可能会导致实际表现偏离模拟结果，所以本文还探讨了一些可能影响实验结果的事项，比如温度变化如何影响永磁体强度等问题。