隨著船舶大功率交流調(diào)速系統(tǒng)的進(jìn)步與電力電子技術(shù)的發(fā)展,以及人類環(huán)境保護(hù)意識的提高,電力推進(jìn)船舶在進(jìn)入二十一世紀(jì)后得到了快速的發(fā)展,本文以船舶永磁同步電機(jī)無位置傳感器控制為研究課題,對全速度范圍無位置傳感器控制技術(shù)進(jìn)行了研究。本文首先分析了永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)并建立了不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,并對其控制策略與無位置傳感器控制技術(shù)進(jìn)行了研究,探討了不同控制算法的優(yōu)缺點。其次針對反電動勢積分法在實際應(yīng)用中受到電流采樣及逆變器非線性的影響導(dǎo)致積分漂移的問題,提出了一種帶補(bǔ)償?shù)牡屯V波器替代積分結(jié)構(gòu)的改進(jìn)反電動勢積分算法,有效地解決了積分漂移問題。針對反電動勢積分法在零低速無法使用的問題,采用I/F控制算法實現(xiàn)零低速無位置傳感器控制,并對轉(zhuǎn)子預(yù)定位算法進(jìn)行了研究,提高了 I/F控制在啟動時的帶載能力。接下來分析了反電動勢積分法與I/F控制算法的切換問題,利用電機(jī)轉(zhuǎn)矩功角自平衡特性設(shè)計了一種穩(wěn)定的過渡方法。借助Matlab/Simulink對全速度范圍無位置傳感器控制進(jìn)行了仿真建模,驗證了算法的有效性。在此基礎(chǔ)上詳細(xì)分析了電機(jī)電阻及電感參數(shù)的變化原因以及對無位置傳感器控制算法的影響,并研究了電機(jī)參數(shù)靜態(tài)... 

【文章來源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｒｏｔｏｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＰＭＳＭ??圖２．１（ａ）為表貼式永磁同步電機(jī)，永磁體安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯表面，永磁體產(chǎn)生的??

?子表面，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度受到一定限制，一般不適用于高轉(zhuǎn)速運行場合，通常轉(zhuǎn)速在??３０００ｒ／ｍｉｎ以內(nèi)，表貼式永磁同步電機(jī)交直軸電感差異很小。圖２．１（ｂ）為表面嵌入??式永磁同步電機(jī)，與表貼式不同之處在于永磁體嵌入到鐵芯凹槽之中與鐵芯組成??圓柱體，在機(jī)械強(qiáng)度上要大于表貼式永磁電機(jī)。圖２．１（ｃ）與（ｄ）是兩種內(nèi)置式永磁同??步電機(jī)，區(qū)別在于永磁體一個是沿著徑向排布另一類沿周向排布，內(nèi)置式永磁同??步電機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠，通常應(yīng)用在較高轉(zhuǎn)速場合。??２．?２永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型??永磁同步電機(jī)具有非線性、強(qiáng)耦合的特點，為了簡化其數(shù)學(xué)模型，通常通過??坐標(biāo)變換的形式從三相固定坐標(biāo)系投影到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，使得原電機(jī)模型中的??部分變量解耦，降低了數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜程度，能夠適應(yīng)新的控制方式。??在建立三相永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型時通常需要做出一些假設(shè)［２５］：??（１）

?子表面，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度受到一定限制，一般不適用于高轉(zhuǎn)速運行場合，通常轉(zhuǎn)速在??３０００ｒ／ｍｉｎ以內(nèi)，表貼式永磁同步電機(jī)交直軸電感差異很小。圖２．１（ｂ）為表面嵌入??式永磁同步電機(jī)，與表貼式不同之處在于永磁體嵌入到鐵芯凹槽之中與鐵芯組成??圓柱體，在機(jī)械強(qiáng)度上要大于表貼式永磁電機(jī)。圖２．１（ｃ）與（ｄ）是兩種內(nèi)置式永磁同??步電機(jī)，區(qū)別在于永磁體一個是沿著徑向排布另一類沿周向排布，內(nèi)置式永磁同??步電機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)可靠，通常應(yīng)用在較高轉(zhuǎn)速場合。??２．?２永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型??永磁同步電機(jī)具有非線性、強(qiáng)耦合的特點，為了簡化其數(shù)學(xué)模型，通常通過??坐標(biāo)變換的形式從三相固定坐標(biāo)系投影到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，使得原電機(jī)模型中的??部分變量解耦，降低了數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜程度，能夠適應(yīng)新的控制方式。??在建立三相永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型時通常需要做出一些假設(shè)［２５］：??（１）

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]IF控制結(jié)合滑模觀測器的永磁同步電機(jī)無位置傳感器復(fù)合控制策略[J]. 劉計龍,肖飛,麥志勤,高山,余錫文.  電工技術(shù)學(xué)報. 2018(04)
[2]永磁同步電機(jī)無位置傳感器控制技術(shù)研究綜述[J]. 劉計龍,肖飛,沈洋,麥志勤,李超然.  電工技術(shù)學(xué)報. 2017(16)
[3]永磁同步電機(jī)全速范圍無速度傳感器控制[J]. 胡慶波,孫春媛.  電機(jī)與控制學(xué)報. 2016(09)
[4]永磁同步電機(jī)無傳感器控制及其啟動策略[J]. 張耀中,黃進(jìn),康敏.  電機(jī)與控制學(xué)報. 2015(10)
[5]新型磁鏈觀測算法及其在永磁同步電機(jī)無位置傳感器控制中的應(yīng)用[J]. 李彪,李黎川.  西安交通大學(xué)學(xué)報. 2015(11)
[6]永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識研究綜述[J]. 李紅梅,陳濤.  電子測量與儀器學(xué)報. 2015(05)
[7]表貼式永磁同步電機(jī)的多參數(shù)在線辨識[J]. 楊宗軍,王莉娜.  電工技術(shù)學(xué)報. 2014(03)
[8]永磁同步電機(jī)電感參數(shù)測量系統(tǒng)的設(shè)計與分析[J]. 曹艷玲,文彥東.  微電機(jī). 2013(12)
[9]帶通濾波器法電壓積分型定子磁鏈觀測器[J]. 李紅,羅裕,韓邦成,陳彥鵬.  電機(jī)與控制學(xué)報. 2013(09)
[10]電力推進(jìn)科考船總體設(shè)計要點綜述[J]. 吳剛.  船舶與海洋工程. 2013(03)

博士論文
[1]永磁同步電機(jī)全速度范圍無位置傳感器控制策略研究[D]. 王子輝.浙江大學(xué) 2012
[2]永磁同步電機(jī)無位置傳感器運行控制技術(shù)研究[D]. 李冉.浙江大學(xué) 2012
[3]基于擴(kuò)展卡爾曼濾波的無位置傳感器PMSM系統(tǒng)研究[D]. 李波.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007
[4]基于電力電子系統(tǒng)集成概念的PMSM無傳感器控制研究[D]. 秦峰.浙江大學(xué) 2006
[5]高性能永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制[D]. 孫丹.浙江大學(xué) 2004
[6]無位置傳感器同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制理論研究與實踐[D]. 田淳.南京航空航天大學(xué) 2002

碩士論文
[1]永磁同步電機(jī)無位置傳感器控制研究[D]. 姜瑞.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]永磁同步電機(jī)無位置傳感器矢量控制系統(tǒng)的研究[D]. 張耀中.浙江大學(xué) 2015



本文編號：3579646