永磁同步電機（PMSM）由于具有體積小、高效率、功率密度高以及高轉矩輸出比等優(yōu)點,廣泛應用于需要高性能的各種場合中。在電機高速運轉中,由于電機本體氣隙磁場畸變和逆變器非線性特性等原因,使得電機的相電流中含有大量的高次諧波,從而導致電流波形產(chǎn)生嚴重畸變。這些高次諧波導致了電機損耗的增大,發(fā)熱增加,同時還會產(chǎn)生轉矩脈動,影響電機振動噪聲和運行平穩(wěn)性,所以對永磁同步電機動態(tài)特性的研究就顯得十分重要。通過電機設計理論可知,可以從兩個方面減小電機的轉矩波動和振動噪聲:一是對電機的本體優(yōu)化設計,另一個是控制策略方面。但由于在對電機本體優(yōu)化設計時,需要過多的電機本體參數(shù),使得優(yōu)化設計達不到理想的效果;而從控制策略方面入手則可以不考慮過多的電機參數(shù),來達到優(yōu)化的目的。在本課題中運用了基于諧波注入的控制策略思想,實現(xiàn)對PMSM系統(tǒng)轉矩脈動的抑制。運用解析法進行坐標變換,根據(jù)諧波轉矩方程和考慮了諧波的永磁體磁鏈矩陣,建立旋轉坐標系下的電流諧波數(shù)學模型。在同步旋轉坐標系下加入速度環(huán)、諧波電流反饋環(huán)和諧波電壓補償環(huán),使實際電流電壓分別精確跟蹤給定電流電壓指令,加快整體控制系統(tǒng)的響應速度和控制精度,并使產(chǎn)生的電... 

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的背景和研究意義
    1.2 國內(nèi)外主軸電機控制策略研究動態(tài)
        1.2.1 控制策略抑制主軸電機轉矩脈動的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 控制策略抑制主軸電機振動噪聲的研究現(xiàn)狀
    1.3 永磁同步電機的控制技術
        1.3.1 電壓空間矢量脈寬調(diào)制
        1.3.2 轉子定向控制與坐標變換
    1.4 永磁同步電機的轉矩脈動
    1.5 本課題研究內(nèi)容
第2章 永磁同步電機數(shù)學模型的建立
    2.1 永磁同步電機工作原理
    2.2 三相靜止坐標系中永磁同步電機數(shù)學模型的建立
        2.2.1 三相靜止坐標系下永磁同步電機電壓方程的確立
        2.2.2 三相靜止坐標系下的電磁轉矩方程與運動方程
    2.3 恒功率變化矩陣
        2.3.1 Clark變換
        2.3.2 Park變換
    2.4 永磁同步電機在兩相坐標系下的數(shù)學模型
        2.4.1 兩相靜止系統(tǒng)中的PMSM數(shù)學模型
        2.4.2 兩相同步旋轉坐標系的電機數(shù)學模型
    2.5 本章小結
第3章 PMSM諧波模型的建立與分析
    3.1 逆變器的非線性特性和電機齒槽轉矩
        3.1.1 逆變器的非線性
        3.1.2 永磁同步電機的齒槽轉矩抑制
    3.2 永磁同步電機諧波模型的建立
    3.3 永磁同步電機諧波分析
    3.4 本章小結
第4章 永磁同步電機利用諧波注入法的控制策略
    4.1 控制方法的確認
    4.2 指定諧波檢測與提取
    4.3 諧波抑制策略
        4.3.1 PMSM的轉速環(huán)控制
        4.3.2 PMSM的電流環(huán)控制
        4.3.3 諧波注入法的電壓補償環(huán)
    4.4 本章小結
第5章 采用聯(lián)合仿真的諧波控制策略對PMSM運動特性影響的分析
    5.1 Maxwell、Simplorer和 Simulink三者聯(lián)合仿真的轉矩脈動分析
    5.2 諧波控制策略對PMSM轉矩脈動的分析
    5.3 諧波控制策略對PMSM振動噪聲的影響研究
    5.4 本章小結
第6章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
在學研究成果
致謝



本文編號：3689808