永磁同步電機伺服控制系統(tǒng)具有調(diào)速范圍寬、轉(zhuǎn)矩波動小、響應(yīng)速度快、峰值轉(zhuǎn)矩大、過載能力強等優(yōu)點,有著廣闊的應(yīng)用前景。在永磁同步電機伺服控制系統(tǒng)中,電流環(huán)處于整個系統(tǒng)的最內(nèi)環(huán),電流環(huán)動態(tài)性能影響著其他外環(huán)的性能,電流環(huán)帶寬決定了整個伺服系統(tǒng)的基礎(chǔ)帶寬。因此本文針對永磁伺服系統(tǒng)電流環(huán)帶寬這一問題進行了深入研究。首先,本文構(gòu)建了考慮數(shù)字控制系統(tǒng)延遲的電流環(huán)數(shù)學(xué)模型,研究了數(shù)字系統(tǒng)延遲對電流環(huán)帶寬以及電流控制器參數(shù)的影響,對比了不同采樣更新方式下的數(shù)字系統(tǒng)延遲以及相應(yīng)的電流環(huán)帶寬。在此基礎(chǔ)上,本文提出了一種加入電流延遲補償?shù)姆侄尾蓸痈路绞?該方法對控制系統(tǒng)處理器性能要求較低,計算余量大,伺服系統(tǒng)開關(guān)頻率提高時不容易因為計算時間不足而影響電流環(huán)帶寬擴展效果,更加適用于應(yīng)用了寬禁帶功率器件的永磁伺服系統(tǒng)。其次,為了進一步擴展電流環(huán)帶寬提升電流環(huán)性能,本文構(gòu)建了SiC MOSFET的器件模型和驅(qū)動電路模型,分析了SiC MOSFET驅(qū)動電路設(shè)計中的驅(qū)動電壓震蕩和上下橋臂串擾等主要問題,設(shè)計并制作了以SiC MOSFET為功率開關(guān)器件的三相橋式逆變電路,測試結(jié)果表明該電路可以在高開關(guān)頻率下穩(wěn)定運行,可... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

永磁同步電機的物理等效模型

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文基于FPGA和碳化硅功率器件的永磁伺服系統(tǒng)研究23圖3.2永磁同步電機雙閉環(huán)矢量控制仿真仿真電機參數(shù)如表3.1仿真用永磁同步電機參數(shù)表3.1所示：表3.1仿真用永磁同步電機參數(shù)參數(shù)數(shù)值額定轉(zhuǎn)速N/(r/min)1200定子電感L/mH1.879定子電阻R/Ω0.477永磁體磁鏈/Wb0.0912極對數(shù)P4轉(zhuǎn)動慣量J/kg*m20.0092阻尼系數(shù)B/N*m*s0.00002042永磁同步電機雙閉環(huán)矢量控制仿真中，在時刻突加的轉(zhuǎn)速給定，在時突加的負載給定。由于速度環(huán)輸出限幅為A，在突加轉(zhuǎn)速給定后，速度環(huán)的輸出可以認為是一個大小為3A的矩形波，在無解耦的情況下，電機d、q軸電流如圖3.3所示：

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文基于FPGA和碳化硅功率器件的永磁伺服系統(tǒng)研究24圖3.3無解耦的情況下，電機d、q軸電流波形可以看到，隨著電機轉(zhuǎn)速的提升，電壓耦合現(xiàn)象逐漸明顯，q軸電流在d軸產(chǎn)生的電壓耦合項使d軸電流超過給定值0，而d軸電流和轉(zhuǎn)子磁動勢又在q軸產(chǎn)生電壓耦合項使得q軸電流下降。電流環(huán)性能因此下降。如果能夠加入耦合補償環(huán)節(jié)，根據(jù)d、q軸電流值對電流控制器輸出進行補正，令：(3-1)則有：(3-2)解耦后不再有耦合項存在，電流反饋解耦矢量控制框圖如圖3.4所示圖3.4電流反饋解耦矢量控制框圖+++-++++---iqid

【參考文獻】：
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博士論文
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碩士論文
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[6]基于碳化硅功率器件的永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)研究[D]. 石宏康.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[7]碳化硅MOSFET器件建模及一體化驅(qū)動技術(shù)研究[D]. 李剛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[8]碳化硅功率器件在永磁同步電機驅(qū)動器中的應(yīng)用研究[D]. 聶新.南京航空航天大學(xué) 2015
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[10]交流永磁同步伺服系統(tǒng)電流環(huán)帶寬拓展技術(shù)研究[D]. 牛里.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010



本文編號：3109539