【摘要】：隨著高性能電機的出現(xiàn)和應用,永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)因其體積小、重量輕、功率因素高及調速范圍廣的優(yōu)點被廣泛應用于工業(yè)控制、電動汽車、家用電器、船舶推進和航空航天等領域。永磁同步電機本身是一個高階、強耦合、非線性的系統(tǒng),永磁同步電機的諸多控制策略均需要精確的電機參數(shù)以獲得更好的控制性能。由于電機電控一體化的發(fā)展緩慢,電機與電控需進行參數(shù)匹配才可能獲得較好的控制性能。為了提高電機電控的快速匹配及矢量控制的性能,本文對多參數(shù)辨識流程及基于參數(shù)辨識的電流環(huán)設計方法進行了研究,本文的主要研究內容如下:1.首先介紹了永磁同步電機的物理模型,并且研究推導了坐標變換的公式,其次根據(jù)物理模型與坐標變換原理,建立了永磁同步電機分別在三種坐標系下的數(shù)學模型。然后介紹了矢量控制原理及零直軸電流控制,最后研究了永磁同步電機各參數(shù)的辨識方法。2.在保證準確率的前提下,為了提高多參數(shù)辨識時的速度及自動化程度,對電機零位、定子電阻、電機磁鏈及交直軸電感的辨識流程進行了研究和分析,并且對多參數(shù)辨識流程進行了優(yōu)化,其次分析了辨識偏差設計了一種自動辨識退出條件使得多參數(shù)可自動進行辨識,然后分析了各參數(shù)的對于矢量控制的作用,提出了一種加權辨識方法。最后搭建了實驗平臺對所提出的方法進行了實驗驗證,并對比分析了流程優(yōu)化的效果。3.建立了永磁同步電機矢量控制仿真模型,并進行了仿真實驗,其次分析研究了電機各參數(shù)對矢量控制的影響,并進行了仿真實驗驗證,其次為了提高電流環(huán)整定的效率及控制效果,設計了一種基于參數(shù)辨識的電流環(huán)控制器參數(shù)設計方法,并對設計的方法的穩(wěn)定性進行了分析,同時得到了參數(shù)辨識結果的驗證范圍。4.為了提高矢量控制的控制效果及電流環(huán)參數(shù)整定的速度及自動化程度,在多參數(shù)自動辨識的基礎上設計了一種參數(shù)自動辨識及電流環(huán)參數(shù)自動設置的方法,將參數(shù)辨識結果直接應用于矢量控制,然后通過轉速環(huán)實驗驗證了方法的正確性及可行性,最后通過臺架實驗模擬了永磁同步電機的實際使用環(huán)境對所設計的方法進行實驗,并對矢量控制的控制效果進行分析,達到了預期目標。
【圖文】：

圖 3-8 測試平臺現(xiàn)場圖試平臺中直流源使用的為光伏模擬器，直接輸出電機驅動器所需的試平臺中電機驅動器與電機通常需要水冷系統(tǒng)對內部器件進行降溫為過熱損壞設備。統(tǒng)中電機三相輸出電流由電機驅動器內部電流傳感器采集，三相輸上位機給定期望值。試平臺中所用電機驅動器為自主研發(fā)的電機驅動器，電機驅動器中板、三相逆變器等部分，主控板采用 TI 公司生產的 TMS28335 芯片，還包括電壓電流采樣電路、CAN 通訊電路、旋變解碼電路以及各三相逆變器采用的是英飛凌公司生產的 IGBT 器件，可以 SVPWM壓調制成交流電壓輸入到永磁同步電機。位機為自主開發(fā)的電機驅動器輔助調試軟件，基于 VisualStudio 環(huán)境控制器之間采用 CAN 總線通訊，上位機主要功能是對電機控制器發(fā)

圖 3-9 上位機調試界面3.4.2 永磁同步電機參數(shù)辨識實驗永磁同步電機參數(shù)辨識前，首先根據(jù)電機參數(shù)表設置電機基本參數(shù)，如電機額定電流、峰值電流、額定轉矩、額定轉速以及極對數(shù)等參數(shù)，然后設置電機零位與定子電阻辨識時允許電機通入的最大電流值，此處電流最大限定值選取永磁同步電機和逆變器峰值電流的 0.2 倍中的較小值，在此對電流最大值設定為 50A。電機磁鏈辨識中轉速比例系數(shù)1p 為 0.1，2p 選取 0.3，直流母線電壓為 320V。（1）優(yōu)化之前實驗結果根據(jù)優(yōu)化之前多參數(shù)辨識流程，，控制電機驅動器對永磁同步電機各參數(shù)進行辨識，可得到各參數(shù)的辨識結果及誤差如表 3-2 所示。表 3-2 優(yōu)化之前各參數(shù)辨識結果參數(shù)名稱 辨識結果 設計值 誤差電機零位 06.262 6.28 0.29%
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM341

【參考文獻】

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本文編號：2653263