本文關(guān)鍵詞：永磁同步空調(diào)壓縮機(jī)無位置傳感器控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： PMSM空調(diào)壓縮機(jī) 最小二乘法 滑模估算法 轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償 鎖相環(huán)

【摘要】：隨著能源問題的日益突出,國家在十二五規(guī)劃中提出了節(jié)能減排和低碳生活的概念。在家庭用電方面,空調(diào)用電量占據(jù)了主要部分。傳統(tǒng)的定頻空調(diào)相對變頻空調(diào)來說,耗電量和噪音大,效率低。而變頻空調(diào)更加節(jié)能舒適。變頻空調(diào)的核心部件永磁同步(PMSM)壓縮機(jī)的效率可以達(dá)到%90以上,PMSM壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)是研究變頻空調(diào)的主流研究方向,其驅(qū)動(dòng)技術(shù)也是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)課題。PMSM壓縮機(jī)由全封閉式的結(jié)構(gòu)方式構(gòu)成�？紤]到結(jié)構(gòu)、成本以及運(yùn)行環(huán)境,一般不會(huì)在壓縮機(jī)內(nèi)安裝位置傳感器,因此如何在沒有位置傳感器的條件下估算出來轉(zhuǎn)子的位置信息成了PMSM壓縮機(jī)能夠正常運(yùn)行的基本條件。在本論文中,首先對壓縮機(jī)無位置傳感器轉(zhuǎn)子位置估算算法建模分析。針對壓縮機(jī)在不同頻率范圍內(nèi)運(yùn)行時(shí)采用不同的位置估算方法,低頻時(shí)采用最小二乘法估算轉(zhuǎn)子位置信息,中高頻時(shí)采用滑模觀測器(SMO)觀測轉(zhuǎn)子位置信息。其次,對壓縮機(jī)整個(gè)矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行了建模分析,采用=0di矢量控制方法。對壓縮機(jī)從啟動(dòng)到高頻運(yùn)行各個(gè)階段遇到的問題提出了解決方案:對壓縮機(jī)啟動(dòng)方式進(jìn)行了研究,重點(diǎn)研究了三段式開環(huán)啟動(dòng)方式。綜合考慮壓縮機(jī)轉(zhuǎn)矩電流及其負(fù)載特性,本文提出了壓縮機(jī)從開環(huán)運(yùn)行到閉環(huán)運(yùn)行平穩(wěn)切換的方法。針對壓縮機(jī)低頻運(yùn)行時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的問題,本文給出了根據(jù)負(fù)載的實(shí)時(shí)變化,實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)矩電流相應(yīng)的補(bǔ)償方案,有效的抑制了壓縮機(jī)低頻抖動(dòng)的問題。另外,在壓縮機(jī)高頻重載運(yùn)行時(shí),滑模觀測器中的高頻干擾將會(huì)影響壓縮機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行,因此,本文提出了基于鎖相環(huán)(PLL)的滑模觀測器位置估算方法,使得估算角度實(shí)時(shí)跟隨轉(zhuǎn)子實(shí)際角度變化,系統(tǒng)在高頻重載下也可以穩(wěn)定運(yùn)行。最后,在SimulinkMatlab/仿真平臺(tái)上對整個(gè)矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行了建模仿真。在基于TI控制芯片F(xiàn)TMS28035320的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,通過對比各項(xiàng)數(shù)據(jù)和指標(biāo),驗(yàn)證了本文提出的無位置傳感器空調(diào)壓縮機(jī)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的可行性,可以滿足實(shí)際應(yīng)用中永磁同步壓縮機(jī)的控制要求。最終,本文設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)控制系統(tǒng)成功應(yīng)用在企業(yè)產(chǎn)品上,用于PMSM壓縮機(jī)性能、噪音以及壽命測試。
【關(guān)鍵詞】：PMSM空調(diào)壓縮機(jī) 最小二乘法 滑模估算法 轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償 鎖相環(huán)
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM925.12
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 課題研究背景與意義11-12
• 1.2 PMSM空調(diào)壓縮機(jī)簡介及其運(yùn)行原理12-14
• 1.2.1 PMSM空調(diào)壓縮機(jī)簡介12-13
• 1.2.2 空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行原理13-14
• 1.3 PMSM壓縮機(jī)控制系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 無位置傳感器轉(zhuǎn)子位置估算方法研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容16-18
• 第二章 無位置傳感器PMSM壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測18-39
• 2.1 壓縮機(jī)數(shù)學(xué)模型及其矢量控制原理18-28
• 2.1.1 PMSM壓縮機(jī)數(shù)學(xué)模型18-19
• 2.1.2 坐標(biāo)變換原理19-22
• 2.1.3 壓縮機(jī)在兩相靜止及旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸下方程22-23
• 2.1.4 SVPWM原理23-28
• 2.2 系統(tǒng)在低頻運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子位置估算28-32
• 2.2.1 最小二乘法簡介28-29
• 2.2.2 帶遺忘因子的最小二乘法原理29-30
• 2.2.3 基于最小二乘法的壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子位置識(shí)別30-32
• 2.3 系統(tǒng)在中高頻運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子位置估算32-38
• 2.3.1 滑模觀測器原理32-33
• 2.3.2 基于滑模觀測器壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測33-37
• 2.3.3 滑模觀測器抖振問題分析37-38
• 2.4 本章小結(jié)38-39
• 第三章 無位置傳感器PMSM壓縮機(jī)矢量控制系統(tǒng)39-53
• 3.1 PMSM壓縮機(jī)矢量控制系統(tǒng)39-45
• 3.1.1 矢量控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)39-40
• 3.1.2 轉(zhuǎn)子預(yù)定位40-41
• 3.1.3 三段式開環(huán)啟動(dòng)41-42
• 3.1.4 PID調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)42-44
• 3.1.5 PMSM壓縮機(jī)參數(shù)測量方法44-45
• 3.2 系統(tǒng)中低頻時(shí)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償45-49
• 3.2.1 負(fù)載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子角度關(guān)系45-47
• 3.2.2 負(fù)載轉(zhuǎn)矩分析47-48
• 3.2.3 負(fù)載轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償方法48-49
• 3.3 系統(tǒng)在高頻重載下運(yùn)行49-51
• 3.3.1 PLL鎖相環(huán)觀測器設(shè)計(jì)49-51
• 3.3.2 PLL角度滯后補(bǔ)償51
• 3.4 系統(tǒng)開環(huán)切換至閉環(huán)運(yùn)行方法51-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 第四章 系統(tǒng)軟硬件實(shí)現(xiàn)53-66
• 4.1 硬件設(shè)計(jì)53-61
• 4.1.1 控制電路及其外圍電路53-59
• 4.1.2 功率驅(qū)動(dòng)電路59-61
• 4.2 軟件設(shè)計(jì)61-65
• 4.2.1 主程序設(shè)計(jì)62
• 4.2.2 中斷程序設(shè)計(jì)62-64
• 4.2.3 轉(zhuǎn)子二次定位程序設(shè)計(jì)64-65
• 4.2.4 運(yùn)行模式設(shè)計(jì)65
• 4.3 本章小結(jié)65-66
• 第五章 系統(tǒng)仿真與應(yīng)用66-88
• 5.1 PMSM壓縮機(jī)控制系統(tǒng)仿真66-77
• 5.1.1 系統(tǒng)仿真系統(tǒng)搭建66-71
• 5.1.2 仿真結(jié)果與分析71-77
• 5.2 PMSM壓縮機(jī)控制平臺(tái)實(shí)現(xiàn)77-81
• 5.2.1 硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡介77-79
• 5.2.2 軟件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡介79-81
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析81-87
• 5.3.1 壓縮機(jī)啟動(dòng)電流分析81
• 5.3.2 角度估算分析81-82
• 5.3.3 系統(tǒng)開環(huán)與閉環(huán)切換分析82-83
• 5.3.4 低頻轉(zhuǎn)矩電流分析83
• 5.3.5 高頻PLL鎖相環(huán)控制分析83-84
• 5.3.6 不同工況下壓縮機(jī)運(yùn)行分析84-86
• 5.3.7 系統(tǒng)負(fù)載突變轉(zhuǎn)速及電流分析86
• 5.3.8 系統(tǒng)加減速性能分析86-87
• 5.4 本章小結(jié)87-88
• 總結(jié)與展望88-90
• 參考文獻(xiàn)90-94
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果94-95
• 致謝95-96
• 附件96

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