高速永磁同步電機（HSPMSM）具有轉(zhuǎn)動慣量小,動態(tài)響應(yīng)快的優(yōu)點。由于電機本身具有高轉(zhuǎn)速,且單位體積產(chǎn)生的功率大,因此其體積遠小于功率相同和轉(zhuǎn)速較低的電機,可減輕電機重量,降低制造成本,廣泛應(yīng)用在航空,飛輪儲能,石油工業(yè)等領(lǐng)域。但是,在該類電機的研發(fā)中,發(fā)現(xiàn)其高轉(zhuǎn)速和快速升溫可能引起電機參數(shù)的變化,導致控制效果變差。本文在已給定高速永磁同步電機功率轉(zhuǎn)速的情況下,主要對電磁結(jié)構(gòu)、控制策略進行設(shè)計與研究。本文主要內(nèi)容如下:1.簡要介紹了HSPMSM的特點,然后對電機定子和轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計,主要工作在確定定、轉(zhuǎn)子內(nèi)外徑,對永磁體及鐵心材料、長度、尺寸的選取,極槽、繞組配合及優(yōu)化。應(yīng)用Ansoft/Maxwell2D有限元分析軟件建立該電機物理模型,對新結(jié)構(gòu)電機的定轉(zhuǎn)子磁場、氣隙磁場幅值、磁密磁力線分布情況、轉(zhuǎn)矩大小等進行仿真,分析了高速永磁同步電機的空載特性及負載特性,驗證設(shè)計的合理性。2.針對傳統(tǒng)永磁同步電機（PMSM）的PID控制系統(tǒng)存在的轉(zhuǎn)速響應(yīng)時間慢、超調(diào)以及穩(wěn)態(tài)誤差大等問題,在傳統(tǒng)PID控制上引入柔性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制,建立了一種柔性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊PID控制算法�；谠撍惴ㄔO(shè)計了... 

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題背景與意義
    1.2 高速電機的研究現(xiàn)狀與趨勢
        1.2.1 國外的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀
    1.3 永磁同步電機控制策略研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
    1.4 本文研究內(nèi)容安排
2 基于有限元法的電機設(shè)計仿真
    2.1 引言
    2.2 有限元方法的基本原理及軟件簡介
        2.2.1 有限元法簡介
        2.2.2 有限元法的求解步驟
        2.2.3 有限元分析軟件簡介
    2.3 電機電磁設(shè)計
        2.3.1 電磁負荷與主要尺寸之間的關(guān)系
        2.3.2 電磁負荷選取
        2.3.3 主要尺寸比
        2.3.4 高速電機電磁設(shè)計流程
    2.4 定子設(shè)計
        2.4.1 定子鐵心材料的選擇
        2.4.2 電機氣隙及長度選取
        2.4.3 定子結(jié)構(gòu)選取
        2.4.4 定子繞組選取
    2.5 轉(zhuǎn)子設(shè)計
        2.5.1 轉(zhuǎn)子尺寸選取原理
        2.5.2 轉(zhuǎn)子類型的選擇
        2.5.3 電機磁極選取
        2.5.4 永磁材料選取
    2.6 電機方案與仿真
        2.6.1 電機方案
        2.6.2 電機模型建立
        2.6.3 激勵源添加
        2.6.4 基于RMxprt仿真
        2.6.5 基于Maxwell2D的仿真
    2.7 本章小結(jié)
3 基于柔性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊PID的永磁同步電機調(diào)速
    3.1 引言
    3.2 永磁同步電機數(shù)學模型
        3.2.1 坐標變換理論
        3.2.2 d-q坐標系永磁同步電機數(shù)學模型
    3.3 永磁同步電機柔性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊PID控制系統(tǒng)
        3.3.1 柔性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
        3.3.2 模糊PID控制器設(shè)計
        3.3.3 基于柔性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊PID控制器設(shè)計
        3.3.4 系統(tǒng)框圖
    3.4 仿真驗證
        3.4.1 仿真模型
        3.4.2 仿真結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
4 永磁同步電機的聯(lián)合仿真與分析
    4.1 引言
        4.1.1 聯(lián)合仿真的意義
        4.1.2 軟件介紹
    4.2 聯(lián)合仿真模型的建立
        4.2.1 模型建立的準備工作
        4.2.2 聯(lián)合仿真數(shù)據(jù)鏈接
    4.3 聯(lián)合仿真結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 主要完成的工作
    5.2 后續(xù)研究與展望
參考文獻
致謝
作者簡介及讀研期間主要科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]高速永磁電機碳纖維護套轉(zhuǎn)子綜合特性研究[J]. 劉威,陳進華,崔志琴,張馳.  微特電機. 2017(12)
[3]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)柔性關(guān)節(jié)機械臂反演滑模控制[J]. 施琳琳,陳強.  控制工程. 2017(11)
[4]基于改進最大轉(zhuǎn)矩電流比控制的電動汽車用內(nèi)嵌式永磁同步電機驅(qū)動控制系統(tǒng)[J]. 張尚坤,顏建虎,楊凱.  電機與控制應(yīng)用. 2017(11)
[5]高速大功率永磁同步電機轉(zhuǎn)子渦流損耗分析[J]. 張德金,熊萬里,呂浪,鄧朝暉.  計算機仿真. 2017(01)
[6]基于Ansoft的大功率感應(yīng)電動機的設(shè)計與分析[J]. 王曉迪,謝衛(wèi),沈業(yè)成,劉真.  上海大中型電機. 2016(04)
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博士論文
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[3]高速永磁電機的機械和電磁特性研究[D]. 王繼強.沈陽工業(yè)大學 2007

碩士論文
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[2]丁壩沖刷坑的三維水流流態(tài)數(shù)值模擬[D]. 施如學.重慶交通大學 2014
[3]永磁無刷直流電機的設(shè)計與電磁分析[D]. 金鑫.南京理工大學 2013
[4]數(shù)字型比例閥控制系統(tǒng)研究[D]. 楊祥磊.長安大學 2012
[5]調(diào)速永磁同步電動機的設(shè)計與優(yōu)化[D]. 殷進省.廣東工業(yè)大學 2011



本文編號：3708595