【摘要】：永磁同步電機(jī)(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有運(yùn)行效率高、體積小、結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn),被大量應(yīng)用到工程實(shí)際中。但是,PMSM在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)受到不確定因素的影響,譬如受到外部擾動(dòng)因素的影響,如果不能跟蹤到給定位置,在位置要求比較高的場(chǎng)合就無(wú)法滿足系統(tǒng)的控制要求。為了使PMSM在受到干擾時(shí)能夠盡快地跟蹤到給定位置,滿足永磁同步電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)穩(wěn)定性和魯棒性的要求,本文以永磁同步電機(jī)位置控制為研究?jī)?nèi)容,采用了永磁同步電機(jī)L_2滑�？刂品椒▉�(lái)對(duì)位置進(jìn)行控制,并對(duì)該控制器的性能進(jìn)行了分析。首先,該論文介紹了永磁同步電機(jī)常用的控制方法以及永磁同步電機(jī)位置控制策略的發(fā)展,對(duì)矢量控制原理進(jìn)行了分析,采用id=0的控制方式,根據(jù)PMSM結(jié)構(gòu)和原理,建立永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。其次,因?yàn)閭鹘y(tǒng)PID控制方法的參數(shù)不能根據(jù)系統(tǒng)的變化做出相應(yīng)的改變,所以無(wú)法保證系統(tǒng)控制的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,抗干擾能力達(dá)不到要求。而采用滑�？刂评碚�,可以彌補(bǔ)這些方面的不足。于是,本文采用了L_2滑�？刂品椒�,通過(guò)與基于指數(shù)趨近律的滑�？刂品椒ㄟM(jìn)行仿真對(duì)比,證明了該控制方法的有效性和魯棒性。然后利用MATLAB/Simulink建立永磁同步電機(jī)L_2滑�？刂扑惴ǖ姆抡婺Ｐ�,將PMSM的位置偏差作為該控制器的輸入量,形成位置外環(huán)控制與電流內(nèi)環(huán)控制的雙閉環(huán)控制,將本文采用的永磁同步電機(jī)L_2滑�？刂扑惴ㄅc傳統(tǒng)的PID控制方法進(jìn)行詳細(xì)的仿真實(shí)驗(yàn),從而在理論上驗(yàn)證了該控制方法具有較強(qiáng)的抗干擾能力。最后,為了進(jìn)一步驗(yàn)證永磁同步電機(jī)L_2滑�？刂品椒ㄔ诟櫧o定位置上具有更好的穩(wěn)定性和抗干擾能力,本文以TI公司生產(chǎn)的TMS320F28335為控制芯片,搭建了永磁同步電機(jī)位置控制的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。通過(guò)與傳統(tǒng)PI控制方法進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了永磁同步電機(jī)L_2滑�？刂品椒ǖ膬�(yōu)越性。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TM341
【圖文】：

根據(jù)永磁體安裝在轉(zhuǎn)子上的位置不同可以分為如下三類(lèi)：表貼式、嵌入式、內(nèi)埋式。如圖2.1 所示：（a）表貼式 PMSM （b）嵌入式 PMSM （c）內(nèi)埋式 PMSM圖 2.1 永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)圖因?yàn)橛来挪牧系拇艑?dǎo)率和空氣的磁導(dǎo)率很接近，且表貼式永磁同步電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子之間的磁路分布均勻，所以其直軸和交軸的電感認(rèn)為是相等的，無(wú)凸極性，定子磁場(chǎng)和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)在相互作用時(shí)不會(huì)產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩。圖表 2.1(a)所示即為表貼式結(jié)構(gòu)永磁同步電機(jī)[29-30]。永磁同步電機(jī)嵌入式結(jié)構(gòu)和內(nèi)埋式樣結(jié)構(gòu)分別如圖 2.1(b)和圖 2.1(c)所示，嵌入式永磁同步電機(jī)，顧名思義，永磁體鑲嵌在鐵芯內(nèi)，其轉(zhuǎn)子磁路不對(duì)稱，在一定程度上功率密度得到改善，常用于永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中。內(nèi)埋式永磁同步電機(jī)應(yīng)用較為廣泛，永磁體位于轉(zhuǎn)子內(nèi)部，其交軸電感較大，氣隙較小，比較適合高速運(yùn)行，同時(shí)因?yàn)榻惠S電感大于直軸電感，所以增加了轉(zhuǎn)矩控制的復(fù)雜度。永磁同步電機(jī)應(yīng)用如此廣泛，主要是因?yàn)槠渚哂腥缦绿攸c(diǎn)：（1）具有較高的工作效率，在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行過(guò)程中，永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子的銅損很小，幾乎為零，從而使得 PMSM 在運(yùn)行中擁有較高的功率因素，經(jīng)濟(jì)效益好。（2）永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，體重較輕，體積小，隨著社會(huì)的發(fā)展，高性能的永磁材料被用作永磁同步電機(jī)的永磁體，有效提高了 PMSM 的功率密度。（3）永磁同步電機(jī)冷卻系統(tǒng)可以采用簡(jiǎn)單的方式就能實(shí)現(xiàn)，可以采用水冷或者通

對(duì)于轉(zhuǎn)矩的擾動(dòng)反應(yīng)迅速一，內(nèi)部磨損變小，同時(shí)也降低了噪聲的產(chǎn)變換具有多個(gè)參數(shù)且關(guān)系復(fù)雜的系統(tǒng)，當(dāng)永磁靜止坐標(biāo)系下的永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型來(lái)用坐標(biāo)變換公式，可以將模型得到簡(jiǎn)化，兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)下的變量，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)模型法一樣，將各個(gè)矢量分解為勵(lì)磁分量和轉(zhuǎn)/2s）、B、C 三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到兩坐標(biāo)系下的合成量是等價(jià)的。圖 2.2 給出，假設(shè) A 軸與α軸是在同一位置。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2716071