李 冰，劉 石，陳英慧

（1.華北電力大學(xué)能源動力與機械工程學(xué)院，北京 102206；2.華北電力大學(xué)科技學(xué)院，河北 保定 071000；3.華北電力大學(xué)控制與計算機工程學(xué)院，北京 102206）

無刷雙饋電機的模糊占空比直接轉(zhuǎn)矩控制

李 冰1，2，劉 石3，陳英慧2

（1.華北電力大學(xué)能源動力與機械工程學(xué)院，北京 102206；2.華北電力大學(xué)科技學(xué)院，河北 保定 071000；3.華北電力大學(xué)控制與計算機工程學(xué)院，北京 102206）

針對無刷雙饋電機在采用傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制方法時存在轉(zhuǎn)矩和磁鏈脈動大等問題，對無刷雙饋電機內(nèi)部電磁關(guān)系、傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制產(chǎn)生脈動的原因進行了分析。在傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制中，當(dāng)磁鏈所處位置不同時，所選電壓矢量對轉(zhuǎn)矩及磁鏈幅值的影響也不同。在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于模糊占空比調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制策略，并制定了相應(yīng)的模糊控制規(guī)則。將電磁轉(zhuǎn)矩偏差、磁鏈幅值偏差及磁鏈角所處位置模糊化后送入模糊控制器，根據(jù)制定的模糊控制規(guī)則，確定一個控制周期內(nèi)有效電壓矢量的占空比；通過有效電壓矢量與零矢量的不同作用時間來減小直接轉(zhuǎn)矩控制時的轉(zhuǎn)矩與磁鏈脈動。試驗結(jié)果表明，基于模糊占空比調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制方法在保持傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制優(yōu)點的基礎(chǔ)上，能夠有效減小轉(zhuǎn)矩脈動與磁鏈脈動，改善了無刷雙饋電機直接轉(zhuǎn)矩控制的性能。

無刷雙饋電機；占空比調(diào)制；轉(zhuǎn)矩脈動；模糊控制；直接轉(zhuǎn)矩；DSP；智能功率模塊；逆變器

0 引言

無刷雙饋電機（brushlessdoubly-fedmachines，BDFM）由兩套獨立的定子繞組（功率繞組和控制繞組）和特殊結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子組成，取消了電刷和滑環(huán)，具有轉(zhuǎn)速和功率因數(shù)可調(diào)、變頻器容量小等特點［1］。直接轉(zhuǎn)矩控制（direct torque control，DTC）根據(jù)磁鏈幅值偏差和電磁轉(zhuǎn)矩偏差以及當(dāng)前磁鏈?zhǔn)噶克诘奈恢?，從電壓矢量表中選取合適的電壓矢量，從而實現(xiàn)對電磁轉(zhuǎn)矩與磁鏈的控制［2］。傳統(tǒng)DTC采用雙滯環(huán)控制器實現(xiàn)對電磁轉(zhuǎn)矩和磁鏈的控制，轉(zhuǎn)矩和磁鏈的脈動較大［3］。為了降低DTC中存在的轉(zhuǎn)矩脈動，目前采用的方法有空間矢量調(diào)制-直接轉(zhuǎn)矩控制（space vector modulation direct torque control，SVM-DTC）［4］、離散空間電壓矢量［5］、模糊控制［6］、預(yù)測控制［7］、占空比調(diào)制［8］等方法。這些方法均可降低轉(zhuǎn)矩的脈動。

本文通過對無刷雙饋電機傳統(tǒng)DTC轉(zhuǎn)矩脈動產(chǎn)生的原因進行分析，提出了基于模糊占空比調(diào)制的DTC方法。在1個控制周期中，有效電壓矢量作用部分時間，零電壓矢量作用其余時間［8］。通過設(shè)計模糊控制器和模糊控制規(guī)則，確定有效矢量作用時間的占空比，實現(xiàn)模糊占空比調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制。試驗表明，該方法在保持傳統(tǒng)DTC優(yōu)點的基礎(chǔ)上，可有效降低電磁轉(zhuǎn)矩脈動與磁鏈脈動。

1 BDFM轉(zhuǎn)矩脈動分析

1.1 BDFM介紹

無刷雙饋電機的功率繞組直接與電網(wǎng)相連，控制繞組通過變頻器供電，轉(zhuǎn)子采用籠型或磁阻結(jié)構(gòu)。無刷雙饋電機示意圖如圖1所示。

圖1 無刷雙饋電機示意圖Fig.1 The schematic diagram of BDFM

改變控制繞組連接方式及其外加電源的頻率、相位等，可以使無刷雙饋電機工作于不同的工作方式。無刷雙饋電機的轉(zhuǎn)子角速度取決于功率繞組和控制繞組的電壓角頻率［9］：

1.2 BDFM轉(zhuǎn)矩脈動分析

1.2.1 BDFM基本電磁關(guān)系

圖2給出了各旋轉(zhuǎn)磁場之間的作用關(guān)系。

圖2 磁場間作用關(guān)系圖Fig.2 Interaction among magnetic fields

假設(shè)逆時針旋轉(zhuǎn)方向為正向，當(dāng)控制繞組磁場正向旋轉(zhuǎn)時，BDFM處于超同步運行狀態(tài)；反之，BDFM處于亞同步運行狀態(tài)［10］。

無刷雙饋電機穩(wěn)定運行時與一臺極對數(shù)為（pp+pc）的繞線式感應(yīng)電機類似，無刷雙饋電機結(jié)構(gòu)中的功率繞組和控制繞組分別相當(dāng)于繞線式感應(yīng)電機的定子和轉(zhuǎn)子。因此，無刷雙饋電機轉(zhuǎn)矩可以表示為與定子磁鏈相關(guān)的形式［10］：

式中：σ為漏磁系數(shù)；δ為磁鏈?zhǔn)噶喀穚c與Ψc之間的夾角；Ψpc為功率繞組磁鏈過控制繞組的磁鏈?zhǔn)噶俊?/p>

圖3給出了靜止坐標(biāo)系中功率繞組磁鏈?zhǔn)噶喀穚、控制繞組磁鏈?zhǔn)噶喀穋以及磁鏈?zhǔn)噶喀穚c的位置關(guān)系。Ψpc以控制繞組電流角頻率ωc的速度旋轉(zhuǎn)［10］。

圖3 磁鏈?zhǔn)噶课恢藐P(guān)系圖Fig.3 Relationship of flux vectors

由于功率繞組直接與電網(wǎng)相連，因此功率繞組磁鏈Ψp的旋轉(zhuǎn)速度和幅值基本保持不變。由｜Ψpc｜=可知，磁鏈Ψpc的幅值近似為恒值。

1.2.2 無刷雙饋電機直接轉(zhuǎn)矩控制

1個標(biāo)準(zhǔn)的三相電壓源逆變器輸出有8種電壓矢量，包括6個有效電壓矢量（U1～U6）和2個零電壓矢量（U0、U7）。根據(jù)有效電壓矢量的位置，將坐標(biāo)平面分為 6 個扇區(qū)［11］。

直接轉(zhuǎn)矩控制采用2個滯環(huán)控制器和1個電壓矢量表。根據(jù)轉(zhuǎn)矩偏差和磁鏈偏差，選擇使轉(zhuǎn)矩和磁鏈向各自的給定值變化的電壓矢量。在直接轉(zhuǎn)矩控制過程中，功率繞組直接與電網(wǎng)相連，其磁鏈幅值基本保持不變。通過選擇合適的電壓矢量，可以使得控制繞組磁鏈的幅值在磁鏈滯環(huán)帶寬內(nèi)。在1個控制周期中，應(yīng)用有效電壓矢量后會引起控制繞組磁鏈?zhǔn)噶康目焖僮兓?，而功率繞組磁鏈?zhǔn)噶孔兓徛@樣就導(dǎo)致了磁鏈?zhǔn)噶喀穚c與Ψc之間夾角δ的快速變化。根據(jù)式（2）可知，δ的變化導(dǎo)致電磁轉(zhuǎn)矩也產(chǎn)生相應(yīng)的快速變化。

當(dāng)磁鏈?zhǔn)噶课挥谏葏^(qū)I時，所選電壓矢量對電磁轉(zhuǎn)矩及磁鏈?zhǔn)噶康挠绊懯疽鈭D如圖4所示。應(yīng)用電壓矢量U2、U6可以增大磁鏈幅值，而U3、U5可以減小磁鏈幅值。U2、U3可以增大轉(zhuǎn)矩，而U5、U6可以迅速減小轉(zhuǎn)矩。當(dāng)U0或U7作用時，磁鏈幅值減小，同時轉(zhuǎn)矩也將減小［12］。

圖4 電壓矢量影響示意圖Fig.4 The influence of voltage vectors

1.2.3 直接轉(zhuǎn)矩控制轉(zhuǎn)矩脈動分析

由式（2）可知，電磁轉(zhuǎn)矩Tem的大小由控制繞組磁鏈幅值|Ψc|、磁鏈?zhǔn)噶糠祙Ψpc|以及矢量角 δ的乘積來決定。當(dāng)無刷雙饋電機穩(wěn)定運行時，磁鏈幅值|Ψc|、|Ψpc|大小基本保持不變，因此，在直接轉(zhuǎn)矩控制中，可以通過控制繞組空間電壓矢量Uc來控制磁鏈的旋轉(zhuǎn)速度，從而改變矢量角δ的大小，實現(xiàn)對電磁轉(zhuǎn)矩Tem的控制［13］。

以無刷雙饋電機的超同步運行、Ψc位于扇區(qū)I為例。圖5為控制繞組電壓矢量對電磁轉(zhuǎn)矩的影響。

圖5 電壓矢量對電磁轉(zhuǎn)矩的影響示意圖Fig.5 Influence of voltage vector on electromagnetic torque

從t1到t2時刻，施加電壓矢量Uc（010），控制繞組磁鏈?zhǔn)噶坑搔穋（t1）旋轉(zhuǎn)至Ψc（t2）位置，幅值|Ψc|基本恒定，矢量頂點沿所施加電壓矢量方向運行。在此期間，Ψpc的旋轉(zhuǎn)速度受控制繞組電流角頻率ωc約束，Ψpc由Ψpc（t1）變化至Ψpc（t2），矢量角δ由t1時刻的δ（t1）迅速增大至 t2時刻的 δ（t2），電磁轉(zhuǎn)矩 Tem增大［14］。

若在t2時刻繼續(xù)施加1個零電壓矢量，則控制繞組磁鏈?zhǔn)噶喀穋（t2）保持在t2時刻位置不動，而Ψpc繼續(xù)以ωc速度旋轉(zhuǎn)，從而使矢量角δ減小，電磁轉(zhuǎn)矩Tem減小。

由于在傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制中，滯環(huán)比較器無法對轉(zhuǎn)矩和磁鏈偏差的大小進行區(qū)分，因此控制器將所選擇的電壓矢量作用于整個控制周期。

當(dāng)轉(zhuǎn)矩偏差較小時，所選電壓矢量使得轉(zhuǎn)矩在較短時間內(nèi)迅速達到給定值，剩余時間由于逆變器沒有發(fā)生開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)矩繼續(xù)沿原來的方向變化，從而導(dǎo)致較大的轉(zhuǎn)矩脈動［8］。

2 轉(zhuǎn)矩脈動最小化

解決轉(zhuǎn)矩脈動較大的有效方法是控制有效電壓矢量的作用時間［14］。

本文所提出的控制方案中，設(shè)1個控制周期為tsp，所選有效電壓矢量在該控制周期中只作用一部分時間，其余時間選擇零電壓矢量進行控制，有效電壓矢量與零電壓矢量作用時間分別為ts、tsp-ts。

2.1 電壓矢量對轉(zhuǎn)矩的影響

根據(jù)直接轉(zhuǎn)矩控制時電壓矢量對轉(zhuǎn)矩與磁鏈的影響分析可知，在1個控制周期中，可根據(jù)電磁轉(zhuǎn)矩偏差、磁鏈偏差及磁鏈角位置，選擇相應(yīng)的電壓矢量。但在同一個扇區(qū)中，磁鏈角位于扇區(qū)不同區(qū)域時，所選電壓矢量對轉(zhuǎn)矩變化的影響不同。

以無刷雙饋電機的超同步運行、Ψc位于扇區(qū)I為例，電壓矢量分解示意圖如圖6所示。當(dāng)Ψc＞Ψc-ref、Te＜Teref時，根據(jù)電壓矢量表，此時應(yīng)選擇電壓矢量U3。將所選電壓矢量分解為切向分量和徑向分量，切向分量控制轉(zhuǎn)矩變化，徑向矢量控制磁鏈幅值變化。由圖 6（a）可知：當(dāng)磁鏈?zhǔn)噶课挥谏葏^(qū) I的區(qū)域①（0＜θ＜π/6）時，電壓矢量的切向分量為 uTe-1=cos（π/6+θ）U3；當(dāng)磁鏈?zhǔn)噶课挥谏葏^(qū) I的區(qū)域②（-π/6＜θ＜0）時，電壓矢量的切向分量為uTe-2=cos（π/6+θ）U3。由其三角函數(shù)關(guān)系可知uTe-1=uTe-2，即在相同的有效電壓矢量在同樣的作用時間內(nèi)，磁鏈?zhǔn)噶课挥趨^(qū)域②時引起的轉(zhuǎn)矩變化大于磁鏈?zhǔn)噶课挥趨^(qū)域①時的轉(zhuǎn)矩變化。同理，如圖 6（b）所示，當(dāng) Ψc＜Ψc-ref、Te＜Teref時，應(yīng)選擇電壓矢量U2，磁鏈?zhǔn)噶课挥趨^(qū)域①時引起的轉(zhuǎn)矩變化大于磁鏈?zhǔn)噶课挥趨^(qū)域②時的轉(zhuǎn)矩變化。因此，在進行占空比調(diào)制時，磁鏈角位于不同區(qū)域，有效電壓矢量作用時間應(yīng)不同。其余情況可據(jù)此類推，不再贅述。

圖6 電壓矢量分解示意圖Fig.6 Schematic diagram of decomposition of voltage vector

2.2 占空比計算

轉(zhuǎn)矩偏差、磁鏈角和占空比的隸屬度函數(shù)如圖7所示。

圖7 模糊變量隸屬度函數(shù)曲線Fig.7 Membership function of fuzzy variables

在1個控制周期內(nèi)，通過控制有效電壓矢量的作用時間可減小轉(zhuǎn)矩脈動。根據(jù)前述分析可知，有效電壓矢量作用時間與轉(zhuǎn)矩偏差ETe、磁鏈角δ在扇區(qū)中所處區(qū)域有關(guān)。在逆變器的每個開關(guān)狀態(tài)中，由于轉(zhuǎn)矩偏差、磁鏈偏差和磁鏈角之間的關(guān)系是非線性的，難以通過精確的數(shù)學(xué)模型建立，因此通過設(shè)計1個模糊控制器來確定占空比d，將轉(zhuǎn)矩誤差ETe、控制繞組磁鏈角δ作為模糊控制器的輸入，輸出為有效電壓矢量的占空比d。該控制器由模糊化、模糊推理、解模糊等3部分組成。轉(zhuǎn)矩誤差ETe在其論域［0，2］上定義了3個模糊子集{S，M，L}，磁鏈角 δ在其論域［0，π/3］上定義了3個模糊子集{S，M，L}，有效電壓矢量占空比d在其論域［0，1］上定義了 3個模糊子集{S，M，L}。

模糊控制規(guī)則采用IF-THEN形式表示［15］，第i條規(guī)則Ri表示為：

式中：A、B、u分別為轉(zhuǎn)矩誤差、磁鏈角、占空比子集變量；i=1～9。

轉(zhuǎn)矩變化時，不同的電壓矢量對磁鏈幅值影響不同，因此根據(jù)磁鏈幅值需要增加或減少。模糊控制規(guī)則如表 1 所示［16］。

表1 模糊控制規(guī)則Tab.1 Fuzzy Rules

模糊控制器推理方法采用Mamdani算法，取最大隸屬度對應(yīng)的輸出量為有效電壓矢量的占空比，其輸出控制決策如式（4）所示：

式中：1≤j≤3，1≤k≤5，1≤i≤9；μETei（ETe為轉(zhuǎn)矩誤差的隸屬度；μθk為磁鏈角δ的隸屬度；μd（d）為占空比d的隸屬度。

模糊推理結(jié)果為占空比在其論域上的1個模糊值，采用加權(quán)平均法進行解模糊，從而得到占空比精確值。

3 試驗結(jié)果分析

為了進一步驗證所提基于模糊占空比調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制策略的可行性，搭建了無刷雙饋電機試驗控制平臺?？刂葡到y(tǒng)采用南京研旭電氣科技有限公司開發(fā)的電機控制模塊。電機控制模塊以數(shù)字信號處理器TMS320F28335為核心，采用日本三菱電機公司PM150RLA120型IPM智能功率模塊作為逆變器電路，通過MODBUS RTU與上位機通信，實現(xiàn)數(shù)字信號處理器（digital signal processor，DSP）與上位機的數(shù)據(jù)傳輸。上位機通過監(jiān)控軟件接收DSP發(fā)來的電流、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等數(shù)據(jù)，并進行顯示、存儲。

圖8是無刷雙饋電機運行時，轉(zhuǎn)矩和控制繞組磁鏈幅值穩(wěn)態(tài)試驗波形。

圖8 穩(wěn)態(tài)試驗波形Fig.8 Waveforms of steady-state tests

采用上述試驗平臺，對傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制與所提出基于模糊占空比調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制進行了試驗對比研究。無刷雙饋電機參數(shù)如表2所示。傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制和本文所提控制方法均采用相同的電機參數(shù)，采樣時間均為200 μs，逆變器開關(guān)頻率為5 kHz，給定控制繞組磁鏈幅值為|Ψc_ref|=0.85 Wb，轉(zhuǎn)動慣量J=0.8 kg·m2。轉(zhuǎn)矩滯環(huán)寬度為 2 N·m，磁鏈滯環(huán)寬度為0.01 Wb。

表2 無刷雙饋電機參數(shù)Tab.2 Theparameters of BDFM

在1.5 s時，負(fù)載轉(zhuǎn)矩由0 N·m增加至40 N·m。從圖8穩(wěn)態(tài)下的轉(zhuǎn)矩和磁鏈波形可以看出，與傳統(tǒng)的DTC相比，本文提出的模糊占空比調(diào)制的DTC控制具有良好的動態(tài)響應(yīng)特性，但轉(zhuǎn)矩脈動小于傳統(tǒng)DTC系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩脈動，同時磁鏈脈動也有所降低，這與前文所分析的占空比調(diào)制方法能夠降低轉(zhuǎn)矩脈動的原因相對應(yīng)。以上試驗結(jié)果表明，所提出的基于占空比調(diào)制的DTC方案能夠較好地提高輸出轉(zhuǎn)矩的性能。

4 結(jié)束語

針對無刷雙饋電機在傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制時輸出轉(zhuǎn)矩脈動大的問題，在對傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動的原因進行分析的基礎(chǔ)上，本文提出了一種基于模糊占空比調(diào)制與直接轉(zhuǎn)矩控制相結(jié)合的控制方法。為了計算所選有效電壓矢量的占空比，引入了模糊控制的思想，將轉(zhuǎn)矩誤差、磁鏈角模糊化后作為模糊控制器的輸入。根據(jù)磁鏈角處于不同區(qū)域時有效電壓矢量對轉(zhuǎn)矩的影響，制定了相應(yīng)的模糊規(guī)則，并由模糊控制器運算后輸出占空比。仿真與試驗結(jié)果表明，與傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制相比，該控制方法能有效減小轉(zhuǎn)矩脈動，并保持了傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩的優(yōu)點，改善了系統(tǒng)的控制性能。

［1］ PROTSENKO K，XU D.Modeling and control of brushlessdoublyfed induction generators in wind energy applications［J］.IEEE Transactions on Power Electronics，2008，23（3）：1191-1197.

［2］ BRASSFIELD W R，SPEE R，HABETLER T G.Directtorque control for brushless doubly-fed machines［J］.IEEE Transactions on Industry Applications，1996，32（5）：1098-1104.

［3］ CASADEI D，PROFUMO F，SERRA G，et al.FOC and DTC：two viable schemes for induction motors torque control［J］.IEEE Transactions on Power Electronics，2002，17（5）：779-787.

［4］葛研軍，吳楠.基于SVPWM的無刷雙饋電機直接轉(zhuǎn)矩控制［J］.微特電機，2011，39（8）：58-60.

［5］ CASADEI D，SERRA G，TANI A.Improvement of direct torque control performance by using a discrete SVM technique［C］//29th Annual IEEE Power Electronics Specialists Conference，Japan，1998：997-1003.

［6］ FATTAHI S J，KHAYYAT A A.Direct torque control ofbrushless doubly-fedinductionmachinesusingfuzzylogic ［C］//PEDS Singapore，2011：619-623.

［7］張愛玲，張洋.基于轉(zhuǎn)矩預(yù)測控制的無刷雙饋電機直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)［J］.電機與控制學(xué)報，2007，11（4）：326-330.

［8］ SARASOLA I，POZA J，RODRIGUEZ M A，et al.Predictivedirect torque control for brushless doubly fed machine with reduced torque ripple at constant switching frequency［C］//IEEE International Symposium on Industrial Electronics，Spain，2007：1074-1079.

［9］ SHAO S，ABDI E，MCMAHON R.Dynamic analysis of thebrushless doubly-fed induction generator during symmetrical three-phase voltage dips［C］//International Conference on Power Electronics and Drive Systems（PEDS），2009：464-469.

［10］金石.變速恒頻無刷雙饋風(fēng)力發(fā)電機的直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)研究［D］.沈陽：沈陽工業(yè)大學(xué)，2011.

［11］徐艷平，鐘彥儒.扇區(qū)細分和占空比控制相結(jié)合的永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制［J］.中國電機工程學(xué)報，2009，29（3）：102-108.

［12］魏欣，陳大躍，趙春宇.一種基于占空比控制技術(shù)的異步電機直接轉(zhuǎn)矩控制方案［J］.中國電機工程學(xué)報，2005，25（14）：93-97.

［13］RYU J H，LEE K W，LEE J S.Aunified flux and torque control method for dtc-based induction-motor drives［J］.IEEE Transaction on Power Electronics，2006，21（1）：234-242.

［14］呂帥帥，林輝，馬冬麒.基于最優(yōu)占空比調(diào)制的永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制［J］.電工技術(shù)學(xué)報，2015（S1）：35-42.

［15］周欣欣，張愛玲.無刷雙饋電機直接轉(zhuǎn)矩控制轉(zhuǎn)矩脈動最小化［J］.電機與控制學(xué)報，2006，10（6）：571-575.

［16］MIR S，ELBULUK M E.Precision torque control in inverter-fed induction machines using fuzzy logic［C］//IEEE Power Electronics Specialists Conference，1995：396-401.

Direct Torque Control Based on Fuzzy Duty Ratio Modulation for Brushless Doubly-Fed Machines

LI Bing1，2，LIU Shi3，CHEN Yinghui2
（1.School of Energy Power and Mechanical Engineering，North China Electric Power University，Beijing 102206，China；2.School of Scienceamp;Technology，North China Electric Power University，Baoding 071000，China；3.School of Control and Computer Engineering，North China Electric Power University，Beijing 102206，China）

To deal with the large ripples of torque and magnetic flux in traditional direct torque control for control system of brushless doubly-fed machines（BDFM），the internal electromagnetic relations of BDFM，and the reasons of pulsation in traditional direct torque control（DTC）are analyzed.In traditional DTC，when magnetic flux is in different position，the influences of selected voltage vector on amplitudes of torque and magnetic flux are different，on this basis，anovel method of DTC based on fuzzy duty ratio modulation for BDFM is proposed，and related fuzzy rules are setup.The electromagnetic torquedeviation，magnetic flux amplitude deviation，and the position of magnetic flux angle are fuzzed and sent to the fuzzy controller；in accordance with the fuzzy rules，the duty ratio of active voltage vector in a control cycle is determined.The ripples of torque and magnetic fluxare effectively reducedthrough different actions of active voltage vector and zero vector.The experimental results show that the proposed strategy keeps the advantages of traditional DTC，and effectively reduces the ripples of torque and magnetic flux，which improves the performance of traditional DTC of BDFM.

Brushless doubly-fed machine；Duty ratio modulation；Torque ripple；Fuzzy control；Direct torque；DSP；Intelligent power module；Inverter

TH183.3；TP368.1

A

10.16086／j.cnki.issn1000-0380.201711008

修改稿收到日期：2017-05-24

中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項基金資助項目（2017MS186）

李冰（1977—），男，在讀博士研究生，講師，主要從事新能源發(fā)電系統(tǒng)控制策略的研究。E-mail：li_bing_hb@126.com。劉石（通信作者），男，博士，教授，主要從事可再生能源系統(tǒng)的燃燒與檢測方法、分布式能源的研究。E-mail：liushidr@yahoo.com。