隨著永磁同步電機應用領域的擴大,對其性能的要求也越來越高。尤其是電動汽車這樣對性能要求比較高的場合,不僅要求在低速時有較大的轉(zhuǎn)矩,同時還要滿足加速超車等高速度運行的要求。由于轉(zhuǎn)子的反電動勢會隨轉(zhuǎn)速的升高而增大,從而導致逆變器輸出電壓飽和而使轉(zhuǎn)速無法繼續(xù)上升,因為必須進行弱磁控制。除此之外,永磁同步電機采用矢量控制后,可以實現(xiàn)電流靜態(tài)解耦,但動態(tài)耦合關(guān)系依然存在。并且隨著轉(zhuǎn)速的升高,耦合作用的影響也越來越嚴重,同時高速運行時延時對系統(tǒng)的影響也不可忽略。因為針對永磁同步電機高速運行時關(guān)鍵問題的研究具有非常重要的意義。在此背景下,本論文以永磁同步電機為研究對象,目的解決電動汽車用永磁同步電機高速運行時遇到的電壓飽和、電流交叉耦合以及延時問題,具體內(nèi)容如下:本文首先在永磁同步電機的數(shù)學模型基礎上,根據(jù)復矢量原理,建立了永磁同步電機的復矢量模型。并且根據(jù)離散控制理論,推導出考慮數(shù)字控制延遲的,三相逆變器驅(qū)動永磁同步電機的精確離散化復矢量模型,為之后的研究打下理論基礎。其次,介紹了永磁同步電機弱磁運行的邊界,研究了永磁同步電機常見的弱磁控制方法。針對前饋法的參數(shù)敏感問題,以及反饋法對于動態(tài)響應性能的缺陷,研究了一種混合式弱磁控制方法。針對該算法的核心也就是表格的制作,給了一種工業(yè)上實用的快速建立表格的方法,大大縮短了查表法的工作量。解決了查表法所共有的工作量大費時多的固有問題。再次,針對永磁同步電機高速運行時的電流交叉耦合以及延時問題,介紹了數(shù)字控制延時的因素及影響。研究了一種基于雙采樣雙更新PWM更新時序的延時補償方法,在不添加硬件設備的情況下實時的對系統(tǒng)的延時進行了補償。同時根據(jù)傳遞函數(shù)通過繪制零極點分布圖的方法,說明了傳統(tǒng)離散PI調(diào)節(jié)器不足的原因,運用零極點對消的方法設計了基于復矢量的離散調(diào)節(jié)器。該調(diào)節(jié)器不僅考慮了系統(tǒng)的延時問題,同時考慮了高速區(qū)域的電流交叉耦合問題,具有良好的電流控制能力。最后對混合式弱磁算法進行了實驗,驗證了該方法的正確性和可行性。在此基礎上對傳統(tǒng)PI調(diào)節(jié)器和復矢量調(diào)節(jié)器進行了對比實驗。實驗結(jié)果表明基于直接設計的復矢量離散調(diào)節(jié)器對比傳統(tǒng)的PI調(diào)節(jié)器有著更好的電流控制性能。
【學位單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TM341
【部分圖文】：

復矢量坐標系

內(nèi)置式永磁同步電機運行邊界Fig.3.1IPMSMoperatingboundary

圖 3.5 電機運行標定點分布圖Fig. 3.5 Motor profiling test points diagram到工業(yè)中應用中，電機標定先將第二、三象限標定之后再做區(qū)域的劃分等后續(xù)處理，標定工以其為基礎，在表格的建立方法以及區(qū)域劃分

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本文編號：2828131