發(fā)布時(shí)間：2022-02-09 15:11

　　永磁同步電機(jī)（Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM）因其具備功率密度大、響應(yīng)快、控制性能優(yōu)越等一系列的優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)在諸多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。本文所采用的控制策略為矢量控制策略。傳統(tǒng)的矢量控制需要通過(guò)位置傳感器獲取相應(yīng)的位置信息從而完成閉環(huán)控制,然而,由于傳統(tǒng)的位置傳感器具有成本高,可靠性差等一系列的缺點(diǎn),因此,利用電流電壓信號(hào)來(lái)估測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置角的方法得到越來(lái)越多人的重視。對(duì)無(wú)傳感器控制方法比較之后,設(shè)計(jì)了 I/f流頻比開(kāi)環(huán)啟動(dòng)與基于干擾觀(guān)測(cè)器相結(jié)合的全速度范圍內(nèi)的永磁同步電機(jī)無(wú)傳感器控制的控制方法。本文主要內(nèi)容如下:1.在矢量控制策略的基礎(chǔ)之上研究了兩種永磁同步電機(jī)初始位置定位的方法—預(yù)定位法,設(shè)計(jì)了該種方法的控制模型,并運(yùn)用Matlab仿真驗(yàn)證這種方法的準(zhǔn)確性。在初始位置確定后,提出了基于I/f開(kāi)環(huán)啟動(dòng)策略,運(yùn)用Matlab仿真驗(yàn)證了這種方法的準(zhǔn)確性。最后,當(dāng)電機(jī)在零低速范圍內(nèi)啟動(dòng)成功后,提出了平滑切換至中高速閉環(huán)控制的方法。2.在中高速范圍內(nèi)的無(wú)傳感器控制當(dāng)中,提出了基于干擾觀(guān)測(cè)器估測(cè)擴(kuò)展反電動(dòng)勢(shì)的無(wú)傳感器控制方法。本文分別介紹了基于隱極機(jī)和... 

【文章來(lái)源】：北京交通大學(xué)北京市211工程院校教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：91 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

一永磁同步電機(jī)矢量控制圖

Ｆｉｇ．２－３?ｉｄ?＝?０?Ｃｏｎｔｒｏｌ?Ｓｔｒａｔｅｇｙ?Ｂｌｏｃｋ?Ｄｉａｇｒａｍ??（２）最大轉(zhuǎn)矩電流比控制（ＭＴＰＡ）：該控制策略旨在用最小的電流幅值發(fā)??出特定的電磁轉(zhuǎn)矩。在這種方法當(dāng)中，如果忽略掉電機(jī)鐵芯的消耗，電機(jī)的消耗??與電機(jī)的電流幅值呈正相關(guān)。這種方法可以充分利用凸極機(jī)的磁阻轉(zhuǎn)矩，盡可能??的縮小電機(jī)的電流損耗，從而提高電機(jī)的效率。這種方法在凸極機(jī)的控制當(dāng)中有??很多的應(yīng)用［３９￣＾。??在凸極機(jī)當(dāng)中，需要通過(guò)ＭＴＰＡ算法給出相應(yīng)的ｉｄ，?ｉｑ電流。在ｄ－ｑ坐標(biāo)系??當(dāng)中，假設(shè)給定的電流幅值為／，，定子電流可以寫(xiě)成以下的這種形式（５表示的??是電流矢量與ｄ軸的夾角）：??［／?＝?Ｉ?ｓｉｎ?８??＼?ｑ?８?０?（２－１３）??［ｉｄ＝Ｉｓｃｏｓｄ??現(xiàn)在將方程（２－１２）代入矩陣方程當(dāng)中，就會(huì)有：??Ｔｅ＝＾ＰｎＩｓＳｉｎＳ［ｖ／ｆ＋?（Ｌｄ?－Ｌ．Ｖｓ?ＣＯＳ?５?］?（２－１４）??根據(jù)ＭＴＰＡ控制的定義，如果需要采用ＭＴＰＡ控制，則需要求出轉(zhuǎn)矩與電流??

解出（２－１６）的方程，因可：??■?３＝，＋如｝＋咖立?（２－１７）??＾Ｌｄ－Ｌｑ）Ｉｓ??結(jié)合方程（２－１７）中的關(guān)系可以得出，此時(shí)ｉｑ的值為：??ｉｑ＝４＾?＾２－１８）??結(jié)合方程（２－１７）和方程（２－１８）可以得知，當(dāng)電機(jī)電流夾角處于最大轉(zhuǎn)矩電??流比夾角時(shí)，電機(jī)的ｉｄ，?ｉｑ電流軌跡方程為：??＋?穴?（２－１９）??２（Ｚ，－々）??由上面的（２－１９）可以畫(huà)出在同一個(gè)凸極機(jī)中ｉｄ與ｉｑ的電流軌跡并且與＆?＝０??控制的電流軌跡進(jìn)行對(duì)比。通過(guò)對(duì)比得知，當(dāng)ｑ軸電流不斷增加的時(shí)候，ｄ軸電流??會(huì)負(fù)向增加，此時(shí)的電流矢量Ｉｓ與ｄ軸的夾角也在不斷地增大。并且根據(jù)ＭＴＰＡ??算法與０算法所得出的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行對(duì)比可以得知，在相同的轉(zhuǎn)矩指令當(dāng)中，ＭＴＰＡ??算法可以輸出更大的電磁轉(zhuǎn)矩。圖２－４所表示的是在使用同一個(gè)凸極機(jī)的情況下??ＭＴＰＡ與ｉｄ＝０控制電流軌跡以及轉(zhuǎn)矩曲線(xiàn)的對(duì)比。??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]永磁同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 薛海明,薛洪森.  山東工業(yè)技術(shù). 2019(08)
[2]基于擾動(dòng)觀(guān)測(cè)器和推力觀(guān)測(cè)器的永磁直線(xiàn)同步電機(jī)推力控制研究[J]. 季明麗,錢(qián)厚亮.  機(jī)電工程. 2019(03)
[3]基于PMSM的無(wú)傳感器控制技術(shù)的研究[J]. 胡霞,李淑賢.  佳木斯大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(01)
[4]矢量控制交流調(diào)速系統(tǒng)的研究[J]. 張駿華.  集成電路應(yīng)用. 2019(01)
[5]基于無(wú)濾波器高頻方波注入的IPMSM無(wú)傳感器控制策略[J]. 傅睿瀟,黃守道,王海龍,王家堡.  大電機(jī)技術(shù). 2018(06)
[6]用于無(wú)刷直流電機(jī)無(wú)位置控制的轉(zhuǎn)子磁鏈觀(guān)測(cè)器設(shè)計(jì)[J]. 徐波,楊燁.  電工電氣. 2018(11)
[7]基于改進(jìn)脈振注入法的永磁直線(xiàn)電機(jī)無(wú)傳感器低速控制[J]. 李星雨,杜錦華,梁得亮,黃龍飛,婁建勇.  電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2018(12)
[8]反電動(dòng)勢(shì)積分法永磁同步電機(jī)無(wú)傳感器模型[J]. 王旭東,吳勇,李啟東,劉濤.  科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2018(24)
[9]內(nèi)置式永磁同步電機(jī)的無(wú)位置傳感器控制研究[J]. 李政,魏崢嶸,李祥,夏俊.  機(jī)械制造與自動(dòng)化. 2018(04)
[10]IPMSM混合式無(wú)位置傳感器調(diào)速系統(tǒng)研究[J]. 王金玉,李飛,趙永忠,胡明哲.  自動(dòng)化儀表. 2018(02)

博士論文
[1]永磁同步電機(jī)無(wú)傳感器矢量控制技術(shù)研究[D]. 陸婋泉.東南大學(xué) 2016

碩士論文
[1]永磁同步電機(jī)的抗干擾控制方法研究[D]. 陳潔新.北京化工大學(xué) 2017
[2]永磁同步電機(jī)全速范圍無(wú)位置傳感器運(yùn)行控制技術(shù)研究[D]. 張金孌.北京交通大學(xué) 2017
[3]基于擾動(dòng)觀(guān)測(cè)器的永磁同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)控制[D]. 許彥卿.東南大學(xué) 2016
[4]地鐵永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)傳感器故障診斷[D]. 李永新.西南交通大學(xué) 2016
[5]永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制策略的研究[D]. 魏祥林.蘭州理工大學(xué) 2008
[6]基于DSP的永磁同步電機(jī)控制方法研究[D]. 林海.西北工業(yè)大學(xué) 2007
[7]永磁同步電機(jī)高性能調(diào)速控制系統(tǒng)研究[D]. 胡奇鋒.浙江大學(xué) 2004



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