【摘要】：隨著永磁同步電機(jī)(PMSM)控制技術(shù)的迅猛發(fā)展以及觀光電梯的廣泛使用,永磁同步電動(dòng)機(jī)越來(lái)越多的應(yīng)用于電梯系統(tǒng)。為了使其擁有優(yōu)良的控制性能,機(jī)械式位置傳感器通常就會(huì)被用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速信息,但在實(shí)際使用之中,位置傳感器難以維護(hù)且可靠性很低。為了克服機(jī)械式傳感器本身的劣勢(shì)以獲得更好的操控效果,需要對(duì)電梯驅(qū)動(dòng)用永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器進(jìn)行調(diào)控。因電梯控制系統(tǒng)的高成本及其高繁瑣程度,本課題討論了電梯的永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器控制策略,主要討論的是基于旋轉(zhuǎn)高頻電壓信號(hào)注入法的永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器控制策略。此次使用的是內(nèi)置式永磁同步電機(jī),所做的內(nèi)容如下。本文開(kāi)始的部分主要論述的是無(wú)位置傳感器控制方法并分成了中高速和低速段各自使用的方法,搭建出在不同坐標(biāo)系之下的永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,采取了矢量控制方法來(lái)對(duì)電梯進(jìn)行控制。其次,核心內(nèi)容是氋頻信號(hào)注入法的基本理論。在低速域中使用高頻電壓注入方法,并且通過(guò)使用估計(jì)的同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的高頻電流分量來(lái)引入位置的自適應(yīng)調(diào)整,依據(jù)所用方法的機(jī)理進(jìn)行了轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)并據(jù)磁路飽和的理論設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)子位置觀測(cè)器,改進(jìn)了信號(hào)解調(diào)模塊,并對(duì)最后結(jié)果進(jìn)行仿真分析。當(dāng)處于中速或者在高速的時(shí)候使用了滑模觀測(cè)器并描述了其設(shè)計(jì)和滑模變結(jié)構(gòu)的理論。使用其中的一種方法無(wú)法對(duì)全速段精確操控因而需通過(guò)加權(quán)函數(shù)將兩種方法結(jié)合,使得兩種方法之間可以更為平滑的過(guò)渡,達(dá)到對(duì)轉(zhuǎn)子位置與轉(zhuǎn)速的操控。最后,在MATLAB中對(duì)滑模觀測(cè)器和復(fù)合控制進(jìn)行仿真對(duì)比分析,通過(guò)最后的波形可以看出在兩種方法的過(guò)渡區(qū)間里沒(méi)有很大的波動(dòng),呈現(xiàn)平穩(wěn)狀態(tài),以此可以得出使用復(fù)合的方法可以提高對(duì)電機(jī)準(zhǔn)確的控制與跟蹤性能。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)曲線得出本文研究的電梯無(wú)位置傳感器調(diào)控方法能夠達(dá)到對(duì)電梯的良好操控,具有較好的參考價(jià)值。圖[87]表[8]參[63]
【圖文】：

圖 2 模型參考自適應(yīng)法原理圖Fig.2 Schematic diagram of model reference adaptive method3. 基于狀態(tài)觀測(cè)器的位置估算方法狀態(tài)觀測(cè)器的本質(zhì)是重新組建控制系統(tǒng)的狀態(tài)變量，將原來(lái)系統(tǒng)中可直接測(cè)量的量當(dāng)做現(xiàn)今構(gòu)造系統(tǒng)的輸入，使得組建的新系統(tǒng)的輸出在某些條件下相當(dāng)于原系統(tǒng)輸出，而重新構(gòu)建的系統(tǒng)稱(chēng)之為觀測(cè)器。在觀測(cè)器的基礎(chǔ)上完成的估計(jì)狀態(tài)模型有許多優(yōu)異之處：在動(dòng)態(tài)的環(huán)境下依然具有著高測(cè)量精度，系統(tǒng)參數(shù)的穩(wěn)定度也很高。然而還是有一些不足之處，最顯而易見(jiàn)的就是電機(jī)啟動(dòng)或者以較低速度運(yùn)行時(shí)使用這種方法達(dá)不到想要的效果。目前已知的方法是滑模與卡爾曼觀測(cè)器方法，并對(duì)其優(yōu)異和不足處進(jìn)行分析[19]。20 世紀(jì) 60 年代出生于美國(guó)的學(xué)者 R.E.Kalman 提出了卡爾曼（Kalman）濾波最優(yōu)線性估計(jì)的方法，當(dāng)處于非線性的領(lǐng)域中又發(fā)展出了擴(kuò)展卡爾曼濾波（EKF）。使用此種方法時(shí)需考慮到高斯噪聲的影響，且其計(jì)算量頗大，當(dāng)中又使用了及其復(fù)雜的矩陣計(jì)算，因而不經(jīng)常使用。此種方法可以在不離線的狀態(tài)下跟蹤出位置

在乘坐過(guò)程的舒適度且此系統(tǒng)可以決定電梯在使用中的質(zhì)量問(wèn)題。三相 PMSM 是目前使用次數(shù)較多、最具成本效益的電梯曳引機(jī)主機(jī)，普遍被用于數(shù)字處理下的矢量控制系統(tǒng)。因而現(xiàn)今對(duì) PMSM 與矢量控制的探討主要為了克服技術(shù)缺陷使得電梯在使用過(guò)程中參數(shù)最合適、運(yùn)行在最適合狀態(tài)、乘客的反饋?zhàn)罴�，這是這一領(lǐng)域研究的主要問(wèn)題。PMSM 由電勵(lì)磁的同步電機(jī)逐漸演變而來(lái)的，其差異之處在于電勵(lì)磁被永磁體替換。PMSM 的定子構(gòu)成和三相電機(jī)大概是一樣的。用于控制的 PMSM 的特點(diǎn)之一是必須要有正弦形狀的磁場(chǎng)[25]。PMSM 分為定子和轉(zhuǎn)子兩部分。定子是由兩部分組成的，分別為彼此間間隔120°的繞組、鐵芯，永磁材料擁有以下優(yōu)異之處：擁有的高剩磁密度、高矯頑力和高磁能積可以提高電機(jī)的效率和性能。PMSM 可依據(jù)電機(jī)內(nèi)部永磁體與電機(jī)的相對(duì)位置劃分，分別是：永磁體在電機(jī)表面的表貼式、永磁體在電機(jī)內(nèi)部的內(nèi)嵌式與內(nèi)埋式。其組成的結(jié)構(gòu)如圖 3 所示。
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TM341

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 馮慧;姜淑忠;;內(nèi)置式永磁同步電動(dòng)機(jī)新型無(wú)傳感器混合控制[J];微特電機(jī);2014年09期

2 王高林;張國(guó)強(qiáng);貴獻(xiàn)國(guó);徐殿國(guó);;永磁同步電機(jī)無(wú)位置傳感器混合控制策略[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2012年24期

3 黃鵬;黃雷;;內(nèi)插式永磁同步電機(jī)無(wú)速度傳感器控制[J];機(jī)電工程;2010年05期

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本文編號(hào)：2685167