發(fā)布時間：2017-06-07 15:18

  本文關鍵詞：負載換流逆變器驅(qū)動同步電機慣量辨識策略研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電勵磁同步電機作為抽水蓄能電站、電網(wǎng)同步調(diào)相機等大功率交流傳動領域的重要裝備,其可靠軟起動與調(diào)速技術(shù)越來越被關注。負載換流逆變器(Load Commutated Inverter,LCI)因其在驅(qū)動裝置容量、性價比、可靠性等方面的優(yōu)勢,特別適合于大功率同步電機起動控制。以往在LCI驅(qū)動同步電機調(diào)試過程中,由于缺乏對被控對象數(shù)學模型參數(shù)的準確了解,通常依據(jù)經(jīng)驗或試湊法對LCI的轉(zhuǎn)速/電流雙閉環(huán)系統(tǒng)控制器參數(shù)進行調(diào)整,控制性能無法實現(xiàn)優(yōu)化。轉(zhuǎn)動慣量作為被控對象數(shù)學模型中的重要參數(shù)之一,對控制性能的優(yōu)化具有重要作用。通過準確獲取系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量,可以為建立系統(tǒng)準確的數(shù)學模型奠定基礎,進而實現(xiàn)電流/轉(zhuǎn)速雙閉環(huán)控制器的參數(shù)在線自調(diào)整,從而達到優(yōu)化控制的目的。因此,研究LCI驅(qū)動電勵磁同步電機的系統(tǒng)慣量辨識具有重要意義與應用價值。本文首先對用于轉(zhuǎn)動慣量辨識的遞推最小二乘法進行理論分析與遞推公式推導。結(jié)合電勵磁同步電機的機械運動方程和遞推最小二乘法原理,提出了適用于LCI驅(qū)動電勵磁同步電機的轉(zhuǎn)動慣量辨識方案,并明確辨識慣量過程中所需要的參數(shù)。在Matlab/Simulink中搭建了LCI驅(qū)動電勵磁同步電機的軟起動系統(tǒng)模型以及慣量辨識模塊,對提出的慣量辨識方案進行仿真分析與驗證。其次,針對慣量辨識過程中需對轉(zhuǎn)速實時檢測的問題,本文提出了一種基于勵磁電流脈動信號響應的轉(zhuǎn)子檢測方法,對這種方法的原理和可行性進行了推導分析,并在Matlab/Simulink中搭建相應的仿真模型進行了驗證。在驗證其可行性基礎上,給出了具體的檢測方案與硬件電路實現(xiàn)方法,實現(xiàn)了對電機轉(zhuǎn)子位置、電機轉(zhuǎn)速的全程無傳感器實時檢測。該方法相較于其它無傳感器檢測方案具有與實際轉(zhuǎn)速無關、低速運行時檢測精度高、簡單可靠等優(yōu)點。最后,搭建了滿足多種拓撲結(jié)構(gòu)LCI驅(qū)動15kW/380V電勵磁同步電機要求的實驗測試平臺,對提出的轉(zhuǎn)動慣量辨識方案和轉(zhuǎn)子位置無傳感器檢測策略進行了實驗分析與驗證。設計了基于TMS320F2018的控制系統(tǒng),詳細說明了慣量辨識和轉(zhuǎn)子位置檢測的軟件算法流程,完成了相應的硬件電路設計,其中包括提取脈動信號的帶通濾波電路、高精度包絡線提取電路等,對電機轉(zhuǎn)動慣量的辨識算法和轉(zhuǎn)子位置檢測進行多種條件下的實驗測試。實驗結(jié)果驗證了所提方法的有效性與一致性,實現(xiàn)了對系統(tǒng)慣量的準確辨識。
【關鍵詞】：遞推最小二乘法 轉(zhuǎn)動慣量辨識 轉(zhuǎn)子位置 電勵磁同步電機 負載換流逆變器
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM341;TM464
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題背景及研究意義9-13
• 1.2 國內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 轉(zhuǎn)動慣量辨識技術(shù)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 無傳感器轉(zhuǎn)子位置檢測技術(shù)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容16-17
• 第2章 轉(zhuǎn)動慣量辨識原理17-32
• 2.1 引言17
• 2.2 遞推最小二乘辨識原理17-24
• 2.2.1 最小二乘法17-19
• 2.2.2 遞推最小二乘法19-20
• 2.2.3 轉(zhuǎn)動慣量辨識理論20-24
• 2.3 遞推最小二乘辨識仿真24-31
• 2.3.1 LCI驅(qū)動同步電機慣量辨識模型搭建25-26
• 2.3.2 仿真驗證及分析26-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第3章 無傳感器速度檢測技術(shù)分析32-43
• 3.1 引言32
• 3.2 低速轉(zhuǎn)子位置檢測原理32-41
• 3.2.1 轉(zhuǎn)子高頻信號產(chǎn)生原理32-35
• 3.2.2 轉(zhuǎn)子位置檢測原理35-38
• 3.2.3 低速轉(zhuǎn)子位置檢測原理驗證38-41
• 3.3 靜止轉(zhuǎn)子位置檢測原理41-42
• 3.4 轉(zhuǎn)子位置檢測實現(xiàn)方案42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第4章 系統(tǒng)拓撲及控制電路硬件設計43-54
• 4.1 引言43
• 4.2 系統(tǒng)拓撲概述43-45
• 4.3 檢測電路設計45-52
• 4.3.1 直流母線電壓調(diào)理電路45
• 4.3.2 直流母線電流調(diào)理電路45-46
• 4.3.3 低速轉(zhuǎn)子位置檢測電路46-51
• 4.3.4 靜止轉(zhuǎn)子位置檢測電路51-52
• 4.4 其他輔助電路設計52-53
• 4.4.1 通訊模塊電路52
• 4.4.2 晶閘管觸發(fā)電路52-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 第5章 實驗驗證及結(jié)果分析54-68
• 5.1 引言54
• 5.2 軟件設計54-58
• 5.2.1 控制器選型54-56
• 5.2.2 軟件程序設計56-58
• 5.3 實驗結(jié)果及分析58-67
• 5.3.1 轉(zhuǎn)子位置檢測實驗59-62
• 5.3.2 轉(zhuǎn)動慣量辨識實驗62-67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論68-69
• 參考文獻69-73
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果73-75
• 致謝75

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