【摘要】：近些年來在電機的控制領域,對多相電機的研究已越來越廣泛。多相永磁同步電動機因其具有明顯的優(yōu)越性能,已成為了各個領域研究的熱點。無論是在工業(yè),農(nóng)業(yè),軍事領域,多相電機都成為了電氣傳動技術中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。其中,在對多相電機的控制系統(tǒng)的研究中,以基于磁場定向的矢量控制系統(tǒng)研究最為普遍。矢量控制中的空間矢量解耦變換的研究方法將電機復雜的控制模型簡單化,更有利于電機的控制,且調(diào)節(jié)性能高,動靜態(tài)性能穩(wěn)定。在多相電機眾多復雜的種類中,本文選擇了雙三相永磁同步電動機作為研究對象。結(jié)合前人的基礎上,不僅深入剖析了雙三相永磁同步電動機內(nèi)部復雜的磁場變換特性和內(nèi)部結(jié)構之間的相互影響,而且引入了新型電機的控制算法,對不同結(jié)構的電機進行控制性能的比較分析。論文首先對雙三相永磁同步電動機(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)的內(nèi)部結(jié)構特征、參數(shù)特征、數(shù)學模型以及不同坐標系之間的變換作了簡要介紹。并對所要研究的不同相移的雙三相永磁同步電動機(相移30°和180°)進行數(shù)學原理比較分析,構建數(shù)學運算模型。然后利用Ansoft Maxwell 2D電磁仿真軟件,建立兩套繞組不同相移的雙三相永磁同步電動機仿真模型。在靜態(tài)磁場,空載瞬態(tài)磁場和負載瞬態(tài)磁場作用下,分別對這兩種不同相移的永磁同步電動機的內(nèi)部電磁場進行仿真分析。獲得繞組自感和互感曲線,感應電動勢和電磁轉(zhuǎn)矩曲線,分析曲線數(shù)據(jù),比較兩種模型的電磁性能。接著結(jié)合對雙三相永磁同步電動機電磁場分析結(jié)果,利用MATLAB仿真軟件建立兩種電機的數(shù)學模型,采用傳統(tǒng)的PI控制策略對電機的控制性能進行分析與比較。找出在同等控制條件下,控制性能更加優(yōu)異的電機結(jié)構。最后,論文采用新型的控制方式:基于滑模觀測器的永磁同步電動機的控制方法,仿真研究電機的控制性能變化特性。分析結(jié)果為雙三相永磁同步電動機的優(yōu)化設計及進一步研究提供了理論依據(jù)。
[Abstract]:In recent years, the research on multiphase motor has been more and more extensive in the field of motor control. Multi-phase permanent magnet synchronous motor (PMSM) has become a hot research field because of its superior performance. In industrial, agricultural and military fields, multiphase motor has become an indispensable and important part of electrical transmission technology. Among them, the vector control system based on magnetic field orientation is the most popular in the study of the control system of multiphase motor. The research method of space vector decoupling transformation in vector control simplifies the complex control model of the motor, which is more favorable to the control of the motor, and has high regulation performance and stable dynamic and static performance. Among the many complicated kinds of multiphase motor, this paper chooses the double-three-phase permanent magnet synchronous motor as the research object. On the basis of previous studies, not only the complex magnetic field transformation characteristics and the interaction between internal structures of dual-three-phase permanent magnet synchronous motor (PMSM) are deeply analyzed, but also the control algorithm of a new type of PMSM is introduced. The control performance of motor with different structures is compared and analyzed. In this paper, the internal structure, parameter characteristics, mathematical model and transformation between different coordinate systems of (Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM are introduced briefly. The mathematical principle of two-phase permanent magnet synchronous motor (PMSM) with different phase shifts (30 擄and 180 擄) is compared and analyzed, and the mathematical operation model is constructed. Then using Ansoft Maxwell 2D electromagnetic simulation software, two sets of simulation models of double three phase permanent magnet synchronous motor with different windings and phase shifts are established. Under the action of static magnetic field, no-load transient magnetic field and load transient magnetic field, the internal electromagnetic field of the two kinds of PMSM with different phase shifts are simulated and analyzed respectively. The curves of self-inductance and mutual inductance induction electromotive force and electromagnetic torque were obtained and the data of the curves were analyzed and the electromagnetic properties of the two models were compared. Then, combined with the results of electromagnetic field analysis of dual-three-phase permanent magnet synchronous motor, the mathematical models of two kinds of motors are established by using MATLAB simulation software, and the control performance of the motor is analyzed and compared by using the traditional PI control strategy. Find out the motor structure with better control performance under the same control condition. Finally, a new control method: the control method of permanent magnet synchronous motor (PMSM) based on sliding mode observer (SMO) is adopted, and the control performance of PMSM is simulated. The results provide a theoretical basis for the optimization design and further research of double-phase permanent magnet synchronous motor.
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM341

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本文編號：2210047