本文關(guān)鍵詞：電勵磁雙凸極電機不對稱電流控制策略的研究

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【摘要】：電勵磁雙凸極電機(WFDSM)結(jié)構(gòu)簡單、勵磁可調(diào)、控制靈活、調(diào)速范圍廣,適宜作為電動機使用。本文主要研究了電勵磁雙凸極電機不對稱電流控制系統(tǒng),針對低速雙凸極電機相電感過大,在傳統(tǒng)全橋控制方式下相電流上升率較小、尖峰較大,導(dǎo)致電機輸出轉(zhuǎn)矩較小、脈動較大、效率較低的問題,提出了一種不對稱電流控制系統(tǒng),包括H橋功率電路和相應(yīng)的四相十六拍控制策略,為低速電勵磁雙凸極電動機的實踐應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。本文首先介紹了四相電勵磁雙凸極電機的結(jié)構(gòu)和工作原理,建立了其數(shù)學(xué)模型,通過有限元仿真研究了雙凸極電機轉(zhuǎn)矩變化的規(guī)律。隨后,對雙凸極電機半周期控制的相關(guān)特性進行了研究。分析了低速雙凸極電機在傳統(tǒng)控制方式下存在的問題,利用仿真得到了不同電流幅值下電機輸出轉(zhuǎn)矩的相關(guān)規(guī)律,并從磁能曲線的角度得到最優(yōu)電流幅值計算公式,提出并分析了H橋式功率電路拓撲和相應(yīng)的四相十六拍控制策略。針對一臺8/6的樣機,利用ANSYS Maxwell、Matlab、Simplorer建立了不對稱電流控制系統(tǒng)的模型,通過仿真研究了系統(tǒng)在標準角、提前角和導(dǎo)電區(qū)間加寬等條件下電機的開環(huán)特性。針對所采用的控制方法,搭建了基于LabView FPGA的控制系統(tǒng),詳細介紹了系統(tǒng)各部分軟硬件的設(shè)計過程。利用搭建的實驗平臺對不對稱電流控制系統(tǒng)進行了驗證,測試了電機的機械特性,實現(xiàn)系統(tǒng)的閉環(huán)穩(wěn)定運行。結(jié)果表明,不對稱電流控制可有效提高低速電勵磁雙凸極電機的輸出轉(zhuǎn)矩和效率,系統(tǒng)具有良好的運行性能。
【關(guān)鍵詞】：電勵磁雙凸極電機 不對稱電流控制 H橋 四相十六拍 LabView FPGA 有限元仿真 雙閉環(huán)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM352
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-15
• 第一章 緒論15-22
• 1.1 引言15
• 1.2 雙凸極電機的發(fā)展歷程15-17
• 1.3 雙凸極電機調(diào)速控制研究現(xiàn)狀17-20
• 1.3.1 開環(huán)控制系統(tǒng)17-19
• 1.3.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)19-20
• 1.4 選題依據(jù)及研究內(nèi)容20-22
• 第二章 四相電勵磁雙凸極電動機原理與半周期控制分析22-38
• 2.1 引言22
• 2.2 四相WFDSM基本結(jié)構(gòu)22-23
• 2.3 四相WFDSM數(shù)學(xué)模型23-25
• 2.4 四相WFDSM工作原理分析25-26
• 2.5 WFDSM轉(zhuǎn)矩脈動分析26-29
• 2.6 雙凸極電機半周期控制分析29-37
• 2.7 本章小結(jié)37-38
• 第三章 電勵磁雙凸極電動機不對稱電流控制系統(tǒng)38-58
• 3.1 引言38
• 3.2 傳統(tǒng)控制方式存在的問題38-40
• 3.3 仿真分析40-49
• 3.3.1 電流源仿真分析41-43
• 3.3.2 不同勵磁仿真分析43-47
• 3.3.3 電壓源仿真分析47-49
• 3.4 不對稱電流控制分析49-57
• 3.4.1 提前角仿真53-54
• 3.4.2 導(dǎo)通區(qū)間加寬仿真54-57
• 3.5 本章小結(jié)57-58
• 第四章 調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計及實驗58-88
• 4.1 引言58
• 4.2 WFDSM調(diào)速系統(tǒng)的硬件設(shè)計58-61
• 4.2.1 PMSM伺服系統(tǒng)58-59
• 4.2.2 WFDSM主功率電路59
• 4.2.3 調(diào)理電路59-60
• 4.2.4 NI工程控制機60-61
• 4.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計61-68
• 4.3.1 位置信號處理程序62-63
• 4.3.2 逆變器控制程序63-65
• 4.3.3 保護程序65-66
• 4.3.4 閉環(huán)控制程序66-68
• 4.4 實驗結(jié)果及分析68-86
• 4.4.1 不對稱電流控制機械特性68-76
• 4.4.2 開環(huán)提前角控制76-78
• 4.4.3 開環(huán)導(dǎo)通區(qū)間加寬控制78-81
• 4.4.4 閉環(huán)實驗分析81
• 4.4.5 閉環(huán)標準角控制81-84
• 4.4.6 閉環(huán)導(dǎo)通區(qū)間加寬控制84-86
• 4.5 本章小結(jié)86-88
• 第五章 總結(jié)與展望88-90
• 5.1 工作總結(jié)88
• 5.2 后續(xù)展望和研究88-90
• 參考文獻90-94
• 致謝94-95
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文95

【參考文獻】

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本文編號：519310