【摘要】：近年來,隨著永磁材料的不斷發(fā)展、電力電子技術(shù)的不斷進(jìn)步和交流電機(jī)控制理論的突破,永磁同步電動(dòng)機(jī)(permanent magnet synchronous motor,PMSM)在航空航天、數(shù)控機(jī)床電主軸、高速鐵路和電動(dòng)汽車等領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。隨著PMSM應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大,對(duì)其性能的要求也越來越高。不僅要求能在低速輸出大轉(zhuǎn)矩,還要求能在高速恒功率運(yùn)行。因?yàn)橛来磐诫妱?dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子永磁體磁鏈無法改變,受逆變器輸出電壓的限制,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到基速(轉(zhuǎn)折速度)時(shí)便無法再提升轉(zhuǎn)速,需要采取弱磁擴(kuò)速的方法擴(kuò)大其轉(zhuǎn)速范圍。對(duì)于表貼式永磁同步電動(dòng)機(jī),因?yàn)槠浣恢陛S電感相對(duì)內(nèi)嵌式PMSM要小,弱磁更加困難,有必要對(duì)其弱磁擴(kuò)速進(jìn)行研究。首先,本文針對(duì)表貼式永磁同步電動(dòng)機(jī),在分析弱磁擴(kuò)速原理的基礎(chǔ)上,研究了超前角弱磁擴(kuò)速和電壓外環(huán)弱磁擴(kuò)速兩種控制策略,并利用SVPWM過調(diào)制方法提高逆變器母線電壓利用率以進(jìn)一步擴(kuò)速,利用陷波器改善了因過調(diào)制引起弱磁階段速度控制能力下降的問題。其次,針對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)弱磁階段高速運(yùn)行時(shí)交直軸電流交叉耦合現(xiàn)象,提出了考慮控制延時(shí)的基于復(fù)矢量的電流環(huán)解耦控制策略。并針對(duì)此解耦方法引起的瞬態(tài)過程電流振蕩現(xiàn)象,提出了基于單d軸虛擬電阻的補(bǔ)償方法。最后,采用上述方法,分別在Simulink仿真平臺(tái)和dSPACE實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了弱磁擴(kuò)速仿真和實(shí)驗(yàn)研究,仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了上述方法的正確性和有效性。
[Abstract]:In recent years, with the continuous development of permanent magnet materials, the continuous progress of power electronics technology and the breakthrough of AC motor control theory, permanent magnet synchronous motor (permanent magnet synchronous motor,PMSM) is used in aerospace and CNC machine tools. High-speed railway and electric vehicles have been more and more widely used. With the expansion of PMSM application field, the requirements for its performance are getting higher and higher. It is required not only to output large torque at low speed, but also to run at high speed and constant power. Because the rotor permanent magnet flux of the permanent magnet synchronous motor can not be changed, due to the limitation of the output voltage of the inverter, the speed of the motor can no longer be increased when the speed reaches the base speed (turning speed). It is necessary to expand the speed range of the speed by using the method of weak magnetic expansion. For the meter-mounted permanent magnet synchronous motor (PMSM), because its AC-DC inductance is smaller than the embedded PMSM, it is more difficult to weaken the magnetic field, so it is necessary to study its weak magnetic expansion speed. First of all, based on the analysis of the principle of weak magnetic expansion, this paper studies two control strategies: weak magnetic expansion at lead angle and weak magnetic expansion in voltage outer loop for meter-mounted permanent magnet synchronous motor (PMSM). The SVPWM overmodulation method is used to improve the bus voltage utilization ratio of the inverter to further expand the speed, and the notch filter is used to improve the speed control ability of the weak magnetic phase caused by overmodulation. Secondly, aiming at the phenomenon of AC / DC axis current cross-coupling in low magnetic phase of permanent magnet synchronous motor (PMSM) at high speed, a current loop decoupling control strategy based on complex vector considering control delay is proposed. Aiming at the transient process current oscillation caused by this decoupling method, a compensation method based on single d-axis virtual resistance is proposed. Finally, the weak magnetic speed expansion simulation and experimental research of permanent magnet synchronous motor (PMSM) are carried out on Simulink simulation platform and dSPACE experimental platform, respectively. The simulation and experimental results verify the correctness and effectiveness of the above method.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM341

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本文編號(hào)：2477195