【摘要】：本文基于具有損耗小、效率高、體積小等顯著優(yōu)點(diǎn)的永磁同步電機(jī)(PMSM),針對(duì)PMSM無(wú)位置傳感器控制系統(tǒng)進(jìn)行研究,同時(shí)對(duì)于三相逆變器SVPWM調(diào)制策略以及三種低成本電阻采樣方案進(jìn)行詳細(xì)分析研究與比較,在理論分析基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)相關(guān)硬件來(lái)使得110V蓄電池供電的地鐵應(yīng)急通風(fēng)系統(tǒng)可以安全可靠的運(yùn)行。本文的主要研究工作包括了以下幾個(gè)部分:首先,利用坐標(biāo)變換對(duì)內(nèi)置式永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行公式推導(dǎo),在此基礎(chǔ)之上研究定子磁鏈觀測(cè)器及其不同改進(jìn)方法對(duì)定子磁鏈觀測(cè)結(jié)果的影響,針對(duì)每一種方法進(jìn)行相關(guān)的公式推導(dǎo),來(lái)嚴(yán)謹(jǐn)分析各自特點(diǎn),并結(jié)合鎖相環(huán)模塊得到準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子位置以及轉(zhuǎn)速信息,同時(shí)在Matlab/Simulink軟件中進(jìn)行仿真,來(lái)分析比較觀測(cè)誤差。然后,分析了七段式SVPWM調(diào)制方法與五段式DSVPWMMIN調(diào)制方法的原理,比較了兩者區(qū)別以及各自造成的逆變器損耗情況,此外研究了兩種方法對(duì)于電機(jī)相電流諧波含量的影響效果,并基于Matlab/Simulink軟件進(jìn)行了仿真分析。同時(shí)研究了三種低成本電阻采樣方法各自特點(diǎn),針對(duì)直流母線單電阻采樣時(shí)間不夠的問(wèn)題,利用脈沖移相的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)了采樣結(jié)果的改善,并在仿真中對(duì)比了單電阻采樣與下橋臂雙電阻采樣的結(jié)果,為硬件設(shè)計(jì)提供依據(jù)。最后,在理論分析基礎(chǔ)上進(jìn)行硬件電路設(shè)計(jì),包括直流輸入電路、IPM逆變器電路、DC/DC電源電路、過(guò)溫過(guò)流欠壓保護(hù)電路、電流電壓采樣電路等,并詳細(xì)研究分析了各個(gè)電路的特性以及相關(guān)參數(shù)的計(jì)算,同時(shí)基于TMS320F28035完成了軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。根據(jù)電路設(shè)計(jì)搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)來(lái)對(duì)前述理論以及仿真結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明控制系統(tǒng)可以安全可靠的運(yùn)行,控制性能較好,通風(fēng)電機(jī)運(yùn)行噪聲較小,實(shí)現(xiàn)了課題項(xiàng)目要求。
【圖文】：

圖２－１邋ＰＭＳＭ結(jié)構(gòu)逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋ＰＭＳＭ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ逡逑

式中：Ａ為補(bǔ)償信號(hào)。逡逑系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，當(dāng)補(bǔ)償信號(hào)未達(dá)到限定值時(shí)說(shuō)明不存在直流偏置現(xiàn)象，限逡逑幅環(huán)節(jié)增益為１，乃Ｇ）為實(shí)際磁鏈，，觀測(cè)器結(jié)構(gòu)變?yōu)槿鐖D２－５所示，其傳遞函數(shù)為：逡逑ｖ，（＾）邋ｓ邋＋邋ａ＞ｒ逡逑＾７７邋＝邋—Ｌ邐（２－２９）逡逑ｙ（ｓ）邐ｓ逡逑則有：逡逑＾（５）邋＝邋ｘ（５）ｘｌ邐（２－３０）逡逑ｓ逡逑該觀測(cè)器未超出限幅值的部分和輸入信號(hào)共同作用將其等效為積分環(huán)節(jié)，來(lái)逡逑得到實(shí)際磁鏈。逡逑ｓ＋ｃｏｃ邐Ｙ逡逑＋邐Ｉ逡逑Ｌ—邋邐＞＜邐１逡逑ｓ＋０）ｃ逡逑圖２＿５未超出限幅值時(shí)觀測(cè)器結(jié)構(gòu)逡逑Ｆｉｇ．邋２－５邋Ｏｂｓｅｒｖｅｒ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｗｉｔｈｏｕｔ邋ｅｘｃｅｅｄｉｎｇ邋ｔｈｅ邋ｌｉｍｉｔ邋ｖａｌｕｅ逡逑當(dāng)補(bǔ)償信號(hào)達(dá)到限幅值時(shí)，補(bǔ)償信號(hào)實(shí)際為削頂?shù)恼也�，超出部分使得觀逡逑測(cè)器結(jié)構(gòu)變?yōu)槿鐖D２－６所示，輸出信號(hào)變?yōu)椋哄义夏耍埃絅」＾邋＋外）邐Ｐ－３１）逡逑ｓ邋＋邋ｃｏｃ逡逑將（２－３１）經(jīng)拉氏反變換得到：逡逑ｙ］（ｔ）邋＝邋ｙ（ｔ）邋＋邋ｃＤｃ．Ｌｅ－＾邐（２－３２）逡逑式中：叱隨時(shí)間增加最終變?yōu)椋�，此時(shí)觀測(cè)器變?yōu)橐浑A低通濾波器形式。逡逑ｓ＋０）ｃ邐Ｙ逡逑＋邋Ｉ邐１邐Ｉ邐１逡逑Ｉ—邐４—邋Ｊ逡逑什扮ｃ「邐＾逡逑圖２－６達(dá)到限幅值時(shí)觀測(cè)器結(jié)構(gòu)逡逑Ｆｉｇ．邋２－６邋Ｏｂｓｅｒｖｅｒ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｗｈｅｎ邋ｔｈｅ邋ｃｌｉｐｐｉｎｇ邋ｖａｌｕｅ邋ｉｓ邋ｒｅａｃｈｅｄ逡逑從上面的分析可知，飽和反饋方法特性介于純積分與一階低通濾波之間，在逡逑輸入信號(hào)直流量較大時(shí)，補(bǔ)償信號(hào)為削頂?shù)恼也�，�?huì)造成輸出磁鏈波形的畸變。逡逑此外
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(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)】

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本文編號(hào)：2705565