本文關(guān)鍵詞：負(fù)載換流逆變器驅(qū)動(dòng)同步電機(jī)慣量辨識(shí)策略研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電勵(lì)磁同步電機(jī)作為抽水蓄能電站、電網(wǎng)同步調(diào)相機(jī)等大功率交流傳動(dòng)領(lǐng)域的重要裝備,其可靠軟起動(dòng)與調(diào)速技術(shù)越來(lái)越被關(guān)注。負(fù)載換流逆變器(Load Commutated Inverter,LCI)因其在驅(qū)動(dòng)裝置容量、性價(jià)比、可靠性等方面的優(yōu)勢(shì),特別適合于大功率同步電機(jī)起動(dòng)控制。以往在LCI驅(qū)動(dòng)同步電機(jī)調(diào)試過(guò)程中,由于缺乏對(duì)被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型參數(shù)的準(zhǔn)確了解,通常依據(jù)經(jīng)驗(yàn)或試湊法對(duì)LCI的轉(zhuǎn)速/電流雙閉環(huán)系統(tǒng)控制器參數(shù)進(jìn)行調(diào)整,控制性能無(wú)法實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量作為被控對(duì)象數(shù)學(xué)模型中的重要參數(shù)之一,對(duì)控制性能的優(yōu)化具有重要作用。通過(guò)準(zhǔn)確獲取系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,可以為建立系統(tǒng)準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型奠定基礎(chǔ),進(jìn)而實(shí)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(dá)到優(yōu)化控制的目的。因此,研究LCI驅(qū)動(dòng)電勵(lì)磁同步電機(jī)的系統(tǒng)慣量辨識(shí)具有重要意義與應(yīng)用價(jià)值。本文首先對(duì)用于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)的遞推最小二乘法進(jìn)行理論分析與遞推公式推導(dǎo)。結(jié)合電勵(lì)磁同步電機(jī)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方程和遞推最小二乘法原理,提出了適用于LCI驅(qū)動(dòng)電勵(lì)磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)方案,并明確辨識(shí)慣量過(guò)程中所需要的參數(shù)。在Matlab/Simulink中搭建了LCI驅(qū)動(dòng)電勵(lì)磁同步電機(jī)的軟起動(dòng)系統(tǒng)模型以及慣量辨識(shí)模塊,對(duì)提出的慣量辨識(shí)方案進(jìn)行仿真分析與驗(yàn)證。其次,針對(duì)慣量辨識(shí)過(guò)程中需對(duì)轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)檢測(cè)的問(wèn)題,本文提出了一種基于勵(lì)磁電流脈動(dòng)信號(hào)響應(yīng)的轉(zhuǎn)子檢測(cè)方法,對(duì)這種方法的原理和可行性進(jìn)行了推導(dǎo)分析,并在Matlab/Simulink中搭建相應(yīng)的仿真模型進(jìn)行了驗(yàn)證。在驗(yàn)證其可行性基礎(chǔ)上,給出了具體的檢測(cè)方案與硬件電路實(shí)現(xiàn)方法,實(shí)現(xiàn)了對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置、電機(jī)轉(zhuǎn)速的全程無(wú)傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)。該方法相較于其它無(wú)傳感器檢測(cè)方案具有與實(shí)際轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)、低速運(yùn)行時(shí)檢測(cè)精度高、簡(jiǎn)單可靠等優(yōu)點(diǎn)。最后,搭建了滿足多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)LCI驅(qū)動(dòng)15kW/380V電勵(lì)磁同步電機(jī)要求的實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái),對(duì)提出的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)方案和轉(zhuǎn)子位置無(wú)傳感器檢測(cè)策略進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析與驗(yàn)證。設(shè)計(jì)了基于TMS320F2018的控制系統(tǒng),詳細(xì)說(shuō)明了慣量辨識(shí)和轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)的軟件算法流程,完成了相應(yīng)的硬件電路設(shè)計(jì),其中包括提取脈動(dòng)信號(hào)的帶通濾波電路、高精度包絡(luò)線提取電路等,對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的辨識(shí)算法和轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)進(jìn)行多種條件下的實(shí)驗(yàn)測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所提方法的有效性與一致性,實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)慣量的準(zhǔn)確辨識(shí)。
【關(guān)鍵詞】：遞推最小二乘法 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí) 轉(zhuǎn)子位置 電勵(lì)磁同步電機(jī) 負(fù)載換流逆變器
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(guó)內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)技術(shù)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 無(wú)傳感器轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容16-17
• 第2章 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)原理17-32
• 2.1 引言17
• 2.2 遞推最小二乘辨識(shí)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(dòng)慣量辨識(shí)理論20-24
• 2.3 遞推最小二乘辨識(shí)仿真24-31
• 2.3.1 LCI驅(qū)動(dòng)同步電機(jī)慣量辨識(shí)模型搭建25-26
• 2.3.2 仿真驗(yàn)證及分析26-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第3章 無(wú)傳感器速度檢測(cè)技術(shù)分析32-43
• 3.1 引言32
• 3.2 低速轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)原理32-41
• 3.2.1 轉(zhuǎn)子高頻信號(hào)產(chǎn)生原理32-35
• 3.2.2 轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)原理35-38
• 3.2.3 低速轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)原理驗(yàn)證38-41
• 3.3 靜止轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)原理41-42
• 3.4 轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)實(shí)現(xiàn)方案42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第4章 系統(tǒng)拓?fù)浼翱刂齐娐酚布O(shè)計(jì)43-54
• 4.1 引言43
• 4.2 系統(tǒng)拓?fù)涓攀?/span>43-45
• 4.3 檢測(cè)電路設(shè)計(jì)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(cè)電路46-51
• 4.3.4 靜止轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)電路51-52
• 4.4 其他輔助電路設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及結(jié)果分析54-68
• 5.1 引言54
• 5.2 軟件設(shè)計(jì)54-58
• 5.2.1 控制器選型54-56
• 5.2.2 軟件程序設(shè)計(jì)56-58
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析58-67
• 5.3.1 轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)實(shí)驗(yàn)59-62
• 5.3.2 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量辨識(shí)實(shí)驗(yàn)62-67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果73-75
• 致謝75

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