本文關(guān)鍵詞：寬轉(zhuǎn)速范圍表貼式永磁同步電機無位置傳感器控制

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【摘要】：永磁同步電機具有高功率密度、高效率等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于伺服系統(tǒng)。實現(xiàn)永磁同步電機矢量控制的前提是準(zhǔn)確地獲取其轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速信息。通常采用的機械式位置傳感器不僅增加了系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性,同時還因其自身的局限性限制了永磁同步電機在一些高溫、高腐蝕等場合的應(yīng)用。為了解決這個難題,永磁同步電機無位置控制技術(shù)運應(yīng)而生,并成為了當(dāng)前的研究熱點。本文首先介紹了PMSM及其控制技術(shù)的發(fā)展歷程和現(xiàn)狀,并重點介紹了現(xiàn)有的PMSM無位置傳感器控制技術(shù)。其次,建立永磁同步電機數(shù)學(xué)模型,分析了矢量控制原理。并對多種矢量控制策略進(jìn)行對比分析,最終選擇id=0的控制策略。搭建了仿真模型對PMSM的矢量控制系統(tǒng)的控制性能進(jìn)行驗證。然后重點介紹了寬轉(zhuǎn)速范圍永磁同步電機無位置傳感器控制技術(shù)。在分析了SPMSM“飽和凸極性”原理的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)了脈振高頻電壓信號注入法無位置控制的原理。之后,在傳統(tǒng)反電勢直接計算法中引入鎖相環(huán)實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和位置估算。進(jìn)一步,采用新型位置誤差信號融合的方式實現(xiàn)上述兩種方法的復(fù)合,使得切換過程更加平滑,簡化了位置觀測器的結(jié)構(gòu)�？紤]速度電動勢對脈振高頻電壓信號注入法的影響,根據(jù)其位置估計誤差與轉(zhuǎn)速的關(guān)系,提出一種轉(zhuǎn)速切換區(qū)間閥值選取的理論方法。最后,搭建仿真模型對上述理論分析進(jìn)行仿真驗證。最后介紹本文實驗所用的基于RT-LAB控制器的永磁同步電機矢量控制平臺的軟硬件部分設(shè)計思路。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行實驗驗證,分別進(jìn)行了有位置傳感器矢量控制實驗,脈振高頻電壓信號注入法低速無位置控制實驗和寬轉(zhuǎn)速范圍SPMSM無位置控制實驗。實驗結(jié)果驗證了本文所提控制方案的可行性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：表貼式永磁同步電機 脈振高頻信號注入法 基于鎖相環(huán)的反電勢計算法 寬轉(zhuǎn)速范圍無位置控制
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM341;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 注釋表12-13
• 第一章 緒論13-18
• 1.1 永磁同步電機控制技術(shù)研究現(xiàn)狀13
• 1.2 PMSM的基本結(jié)構(gòu)概述13-14
• 1.3 PMSM控制技術(shù)概述14-15
• 1.4 無位置傳感器控制技術(shù)概述15-17
• 1.5 本文研究背景及主要研究內(nèi)容17-18
• 第二章 永磁同步電機矢量控制系統(tǒng)18-26
• 2.1 引言18
• 2.2 PMSM的數(shù)學(xué)模型18-20
• 2.2.1 坐標(biāo)變換18-19
• 2.2.2 基本方程19-20
• 2.3 PMSM矢量控制的基本原理20-21
• 2.4 PMSM矢量控制系統(tǒng)的仿真分析21-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 第三章 永磁同步電機無位置傳感器控制系統(tǒng)26-45
• 3.1 引言26
• 3.2 脈振高頻電壓信號注入法低速無位置控制26-30
• 3.2.1 飽和凸極性原理26-27
• 3.2.2 脈振高頻電壓信號注入法無位置傳感器控制27-29
• 3.2.3 初始位置估計收斂性分析29-30
• 3.3 基于鎖相環(huán)的反電勢法中高速無位置傳感器控制30-32
• 3.4 寬轉(zhuǎn)速范圍永磁同步電機無位置傳感器控制32-35
• 3.5 復(fù)合控制轉(zhuǎn)速切換區(qū)間分析35-38
• 3.6 仿真研究38-44
• 3.6.1 脈振高頻電壓信號注入法低速無位置控制38-40
• 3.6.2 寬轉(zhuǎn)速范圍無位置控制40-42
• 3.6.3 復(fù)合控制轉(zhuǎn)速切換區(qū)間分析42-44
• 3.7 本章小結(jié)44-45
• 第四章 實驗系統(tǒng)軟硬件設(shè)計45-60
• 4.1 引言45
• 4.2 實驗系統(tǒng)硬件設(shè)計45-54
• 4.2.1 功率電路設(shè)計45-49
• 4.2.2 采樣調(diào)理電路設(shè)計49-51
• 4.2.3 保護(hù)電路51-53
• 4.2.4 RT-LAB控制器及其接口電路53-54
• 4.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計54-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 第五章 實驗驗證60-65
• 5.1 引言60
• 5.2 有位置傳感器矢量控制系統(tǒng)實驗60-61
• 5.3 無位置傳感器控制系統(tǒng)實驗61-64
• 5.3.1 脈振高頻電壓信號注入法低速無位置控制實驗61-62
• 5.3.2 寬轉(zhuǎn)速范圍無位置控制實驗62-64
• 5.4 本章小結(jié)64-65
• 第六章 總結(jié)與展望65-67
• 6.1 總結(jié)65
• 6.2 對后續(xù)工作的展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 致謝72-73
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和研究成果73

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1000821