感應電機高速弱磁區(qū)電壓拓展與轉矩提升策略研究
發(fā)布時間:2021-02-24 17:49
高速加工作為一種國家戰(zhàn)略性關鍵技術,代表著我國工業(yè)自動化水平,對我國完成產業(yè)轉型與升級具有重要意義。感應電機由于其高可靠性、經濟性、以及更好的弱磁升速能力而在高速加工領域得到了廣泛應用,F(xiàn)今,高精密工業(yè)場合對生產工藝和效率要求更加嚴苛,不但需要主軸驅動系統(tǒng)具有極高轉速運行能力,又對階躍起停時間、動態(tài)控制、高速帶載、無傳感器運行等關鍵技術指標提出了更高的要求,造成現(xiàn)有的感應電機弱磁升速理論在高端加工領域逐漸顯現(xiàn)出其局限性。本文深入探究了感應電機弱磁控制機理,在弱磁區(qū)最大轉矩輸出理論基礎上,揭示電壓拓展與轉矩提升的內在關系,在保持系統(tǒng)高魯棒性的同時,實現(xiàn)了包括動態(tài)響應速度、最大帶載能力、電流控制性能等一系列指標的實質性提升。論文具體內容如下:首先,針對感應電機驅動系統(tǒng)中的最大電壓、最大電流、以及最大轉差造成的轉速提升限制,對弱磁升速下的最大轉矩控制機理展開研究。推導全速域內理論最大轉矩輸出下的電壓電流矢量運行軌跡,根據軌跡特點,通過在傳統(tǒng)雙閉環(huán)控制結構內引入電壓控制外環(huán)而實現(xiàn)精準的電壓電流極限控制。分析比較電壓閉環(huán)弱磁方法與傳統(tǒng)轉速反比法的優(yōu)缺點,通過仿真實驗對比了二者的控制效果,結果顯示...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究意義
1.2 國內外研究現(xiàn)狀
1.2.1 弱磁區(qū)最大轉矩控制策略
1.2.2 弱磁區(qū)轉矩提升策略
1.2.3 弱磁區(qū)動態(tài)提升與無速度傳感器策略
1.3 本文的主要研究內容
第2章 感應電機弱磁控制機理分析
2.1 引言
2.2 弱磁區(qū)最大轉矩控制機理分析
2.3 弱磁策略對比分析
2.3.1 傳統(tǒng)1/ωr開環(huán)弱磁策略
2.3.2 電壓閉環(huán)弱磁策略
2.4 弱磁策略對比測試
2.5 本章小結
第3章 弱磁區(qū)六邊形電壓拓展策略
3.1 引言
3.2 傳統(tǒng)六邊形拓展方案相位延遲問題分析
3.3 無相位滯后的標準六邊形電壓拓展策略(NCES)
3.3.1 過調制一區(qū)幅值調整策略
3.3.2 完整六邊形電壓拓展系統(tǒng)
3.4 實驗驗證
3.5 本章小結
第4章 基于過調制的弱磁區(qū)電壓極限拓展策略
4.1 引言
4.2 六拍模式運行機理分析
4.2.1 過調制二區(qū)相位調整策略
4.2.2 六拍運行模式轉矩定量分析法
4.3 感應電機六拍運行弱磁控制系統(tǒng)
4.4 實驗驗證
4.5 本章小結
第5章 無速度傳感器六拍運行弱磁控制策略優(yōu)化
5.1 引言
5.2 非線性抗飽和控制器(NAWC)設計
5.3 離散全階磁鏈觀測器設計
5.4 實驗驗證
5.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]非正弦供電下的五相感應電機弱磁優(yōu)化控制策略[J]. 康敏,于文娟,孔武斌. 電機與控制學報. 2018(08)
[2]變頻器行業(yè)現(xiàn)狀及“十三五”發(fā)展建議[J]. 電器工業(yè). 2015(12)
[3]智能制造——“中國制造2025”的主攻方向[J]. 周濟. 中國機械工程. 2015(17)
[4]基于矢量控制的異步電機預測電流控制算法[J]. 孫偉,于泳,王高林,徐殿國,王勃. 中國電機工程學報. 2014(21)
[5]電力機車牽引電機在方波下的控制策略[J]. 周明磊,游小杰,王琛琛. 電工技術學報. 2013(11)
[6]實現(xiàn)感應電機寬范圍最大轉矩控制的電流優(yōu)化策略[J]. 趙云,劉洋,李葉松. 中國電機工程學報. 2012(03)
[7]一種過調制算法及其在永磁同步電動機弱磁控制中的應用[J]. 吳芳,萬山明,黃聲華. 電工技術學報. 2010(01)
[8]基于轉子磁場定向的異步電動機弱磁方法研究[J]. 李葉松,雷力. 電力電子技術. 2007(05)
[9]國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)[J]. 中華人民共和國國務院公報. 2006(09)
[10]異步電動機無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)的速度估算及參數(shù)調整問題和解決方案[J]. H.Tajima,鄭洪濤. 變流技術與電力牽引. 2004(03)
本文編號:3049733
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究意義
1.2 國內外研究現(xiàn)狀
1.2.1 弱磁區(qū)最大轉矩控制策略
1.2.2 弱磁區(qū)轉矩提升策略
1.2.3 弱磁區(qū)動態(tài)提升與無速度傳感器策略
1.3 本文的主要研究內容
第2章 感應電機弱磁控制機理分析
2.1 引言
2.2 弱磁區(qū)最大轉矩控制機理分析
2.3 弱磁策略對比分析
2.3.1 傳統(tǒng)1/ωr開環(huán)弱磁策略
2.3.2 電壓閉環(huán)弱磁策略
2.4 弱磁策略對比測試
2.5 本章小結
第3章 弱磁區(qū)六邊形電壓拓展策略
3.1 引言
3.2 傳統(tǒng)六邊形拓展方案相位延遲問題分析
3.3 無相位滯后的標準六邊形電壓拓展策略(NCES)
3.3.1 過調制一區(qū)幅值調整策略
3.3.2 完整六邊形電壓拓展系統(tǒng)
3.4 實驗驗證
3.5 本章小結
第4章 基于過調制的弱磁區(qū)電壓極限拓展策略
4.1 引言
4.2 六拍模式運行機理分析
4.2.1 過調制二區(qū)相位調整策略
4.2.2 六拍運行模式轉矩定量分析法
4.3 感應電機六拍運行弱磁控制系統(tǒng)
4.4 實驗驗證
4.5 本章小結
第5章 無速度傳感器六拍運行弱磁控制策略優(yōu)化
5.1 引言
5.2 非線性抗飽和控制器(NAWC)設計
5.3 離散全階磁鏈觀測器設計
5.4 實驗驗證
5.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]非正弦供電下的五相感應電機弱磁優(yōu)化控制策略[J]. 康敏,于文娟,孔武斌. 電機與控制學報. 2018(08)
[2]變頻器行業(yè)現(xiàn)狀及“十三五”發(fā)展建議[J]. 電器工業(yè). 2015(12)
[3]智能制造——“中國制造2025”的主攻方向[J]. 周濟. 中國機械工程. 2015(17)
[4]基于矢量控制的異步電機預測電流控制算法[J]. 孫偉,于泳,王高林,徐殿國,王勃. 中國電機工程學報. 2014(21)
[5]電力機車牽引電機在方波下的控制策略[J]. 周明磊,游小杰,王琛琛. 電工技術學報. 2013(11)
[6]實現(xiàn)感應電機寬范圍最大轉矩控制的電流優(yōu)化策略[J]. 趙云,劉洋,李葉松. 中國電機工程學報. 2012(03)
[7]一種過調制算法及其在永磁同步電動機弱磁控制中的應用[J]. 吳芳,萬山明,黃聲華. 電工技術學報. 2010(01)
[8]基于轉子磁場定向的異步電動機弱磁方法研究[J]. 李葉松,雷力. 電力電子技術. 2007(05)
[9]國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)[J]. 中華人民共和國國務院公報. 2006(09)
[10]異步電動機無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)的速度估算及參數(shù)調整問題和解決方案[J]. H.Tajima,鄭洪濤. 變流技術與電力牽引. 2004(03)
本文編號:3049733
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