本文關(guān)鍵詞：高性能永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)及其在變頻空調(diào)中的應(yīng)用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著科技的發(fā)展以及對汽車驅(qū)動能源應(yīng)用的深入研究,電動汽車的發(fā)展進(jìn)入了一個嶄新的階段。電動汽車的發(fā)展又推動著車載空調(diào)的變革,為了打破國外技術(shù)壁壘,國內(nèi)一些企業(yè)和研究人員展開了對車載一體式電動壓縮機(jī)的研究。本課題基于此背景展開,具有重要的理論價值和現(xiàn)實(shí)意義。永磁同步電機(jī)因其體積小、壽命長、噪音低、效率高等優(yōu)點(diǎn),非常適合應(yīng)用于車載空調(diào)系統(tǒng)中。電動汽車空調(diào)系統(tǒng)中能量供給為蓄電池,所以在有限的能量供給條件下,永磁同步電機(jī)的效率是電動汽車空調(diào)系統(tǒng)中的研究重點(diǎn)。本文選擇矢量控制基礎(chǔ)上的最大轉(zhuǎn)矩電流比控制技術(shù),該控制技術(shù)能有效提高永磁同步電機(jī)的運(yùn)行效率,穩(wěn)定性強(qiáng),易于工程實(shí)現(xiàn)。并針對永磁同步電機(jī)因本體設(shè)計因素造成的反電動勢畸變而引起的轉(zhuǎn)矩脈動問題,采用了諧波注入的方法設(shè)計實(shí)驗進(jìn)行分析驗證,通過減小轉(zhuǎn)矩脈動,以減小波動、噪聲等損耗,提高效率。在分析永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)之后建立了PMSM的電壓與磁鏈模型、空間矢量模型、諧波模型。對PMSM系統(tǒng)損耗及效率進(jìn)行分析,研究了提高PMSM效率的無傳感器技術(shù)、最大轉(zhuǎn)矩電流比技術(shù)以及諧波注入技術(shù)。本文對MTPA控制技術(shù)重點(diǎn)進(jìn)行研究,并在MATLAB/SIMULINK下搭建了仿真模型進(jìn)行仿真研究,通過仿真驗證了MTPA控制的有效性。本文設(shè)計了以STM32F103C6T6為控制核心的PMSM控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計。對系統(tǒng)的電源模塊電路、功率模塊電路、定子電流檢測電路、光耦隔離電路等進(jìn)行了詳細(xì)的闡述,保證硬件系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。文章給出了永磁同步電機(jī)控制策略系統(tǒng)軟件設(shè)計,對系統(tǒng)設(shè)計步驟和流程等方面進(jìn)行了詳細(xì)的描述,為實(shí)驗研究奠定了基礎(chǔ)。最后,本文搭建了永磁同步電機(jī)實(shí)驗平臺與空調(diào)系統(tǒng)實(shí)驗平臺,對實(shí)驗系統(tǒng)進(jìn)行了大量的實(shí)驗研究,詳細(xì)分析驗證了最大轉(zhuǎn)矩電流比控制技術(shù)對永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)效率提高的效果,驗證了諧波注入技術(shù)在減小永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動方面的有效性。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機(jī) 矢量控制 MTPA 諧波注入
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM341;TM925.12
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 選題的背景及意義11-12
• 1.2 課題相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢12-17
• 1.2.1 永磁同步電機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢12-14
• 1.2.2 永磁同步電機(jī)相關(guān)理論的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢14-15
• 1.2.2.1 FOC的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢14-15
• 1.2.2.2 諧波注入方法15
• 1.2.3 電動汽車空調(diào)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢15-17
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型研究19-37
• 2.1 永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)19-20
• 2.2 PMSM控制理論基礎(chǔ)20-28
• 2.2.1 坐標(biāo)變換20-24
• 2.2.2 PMSM電壓和磁鏈模型24-27
• 2.2.3 永磁同步電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的公式27-28
• 2.3 PMSM數(shù)學(xué)模型28-35
• 2.3.1 空間矢量模型28-29
• 2.3.2 PMSM在靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型29-31
• 2.3.3 PMSM在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型31-32
• 2.3.4 PMSM諧波數(shù)學(xué)模型32-35
• 2.4 本章小結(jié)35-37
• 第3章 永磁同步電機(jī)控制技術(shù)研究37-47
• 3.1 永磁同步電機(jī)系統(tǒng)損耗及效率分析37-38
• 3.2 矢量控制技術(shù)38-39
• 3.3 無傳感器控制技術(shù)39-42
• 3.3.1 滑模觀測器39-42
• 3.4 諧波注入技術(shù)42-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第4章 永磁同步電機(jī)MTPA控制仿真研究47-61
• 4.1 MTPA控制方法47-48
• 4.2 MTPA控制原理48-51
• 4.2.1 零d軸電流控制48-49
• 4.2.2 最大轉(zhuǎn)矩電流比控制49-51
• 4.3 PI調(diào)節(jié)器設(shè)計51-55
• 4.4 永磁同步電機(jī)MTPA控制策略仿真55-59
• 4.5 本章小結(jié)59-61
• 第5章 汽車空調(diào)用PMSM高性能控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計61-73
• 5.1 硬件設(shè)計61-66
• 5.1.1 電源模塊電路61-62
• 5.1.2 功率模塊電路62-64
• 5.1.3 PMSM定子電流檢測電路64-65
• 5.1.4 光電隔離電路65-66
• 5.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計66-72
• 5.2.1 軟件開發(fā)平臺簡介66-67
• 5.2.2 系統(tǒng)程序初始化67-68
• 5.2.3 中斷服務(wù)子程序設(shè)計68
• 5.2.4 MTPA控制算法軟件設(shè)計流程68-69
• 5.2.5 PMSM控制系統(tǒng)具體參數(shù)配置69-71
• 5.2.6 基于STM32F103C6T6的在線監(jiān)視71-72
• 5.3 本章小結(jié)72-73
• 第6章 系統(tǒng)實(shí)驗與分析73-83
• 6.1 實(shí)驗平臺73-74
• 6.2 MTPA實(shí)驗與分析74-77
• 6.3 諧波注入實(shí)驗與分析77-80
• 6.4 空調(diào)系統(tǒng)實(shí)驗與分析80-81
• 6.5 本章小結(jié)81-83
• 總結(jié)與展望83-86
• 論文總結(jié)83
• 未來展望83-86
• 參考文獻(xiàn)86-90
• 致謝90

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本文編號：305610