本文關(guān)鍵詞：雙三相永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的研究

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【摘要】： 多相永磁同步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)最大的優(yōu)勢就是其高可靠性,這個優(yōu)點使得它在電氣傳動領(lǐng)域成為研究的重點。目前,多相永磁同步電機(jī)的應(yīng)用側(cè)重于軍事以及高可靠性、大功率的場合。直接轉(zhuǎn)矩控制是繼矢量控制之后被研究學(xué)者普遍看好的一種高性能交流驅(qū)動控制方式,直接轉(zhuǎn)矩控制最初是針對感應(yīng)電機(jī)提出的,后來這種控制思想逐漸應(yīng)用到永磁同步電機(jī)控制上,尤其是近年來在多相永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)中也出現(xiàn)了直接轉(zhuǎn)矩控制的身影,使得多相永磁同步電機(jī)的控制策略研究邁上了一個新的臺階。 本文首先對雙三相永磁同步電機(jī)及其相關(guān)技術(shù)的發(fā)展、現(xiàn)狀和趨勢做一個全面的闡述。給出了六相靜止坐標(biāo)系下雙三相永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。介紹了電壓矢量空間解耦理論,利用坐標(biāo)變換理論,實現(xiàn)了將六維空間的數(shù)學(xué)模型向以永磁磁鏈Ψf為直軸的兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型變換。 其次,詳細(xì)闡述了雙三相永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的實現(xiàn)原理,介紹了系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)和各模塊的功能。對于雙三相永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制,提出了一些創(chuàng)新性的理論成果,其中包括對空間電壓矢量的選擇和分析,最佳開關(guān)表的確定,以及零電壓矢量開關(guān)表的提出。在參照大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,給出了控制系統(tǒng)其他模塊的實現(xiàn)方法和某些問題的解決辦法。設(shè)計了基于低通濾波器串聯(lián)補(bǔ)償?shù)拇沛湽烙嬈?較好地解決了因直流漂移而引起的磁鏈估計偏差問題。給出了定子磁鏈幅值的選擇和負(fù)載角限制問題的解決算法。在此基礎(chǔ)上,提出了一套雙三相永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的具體實施方案,并根據(jù)這套方案建立了基于Simulink (Matlab)的仿真模型,對提出的控制方案進(jìn)行了仿真分析。實驗結(jié)果驗證了該方案在理論上的可行性。 最后,給出了控制系統(tǒng)的部分硬件電路和軟件算法,設(shè)計研制了一套基于DSP的雙三相永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制實驗系統(tǒng),進(jìn)行了電機(jī)運行實驗,實驗結(jié)果達(dá)到了預(yù)期的要求,同時也驗證了理論的正確性和實用性。 本論文開展了繼感應(yīng)電機(jī)和三相永磁同步電機(jī)之后對雙三相永磁同步電機(jī)實現(xiàn)直接轉(zhuǎn)矩控制的探索性研究工作,得出了一些有意義的經(jīng)驗和結(jié)論,為多相永磁同步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的進(jìn)一步研究和推廣提供了參考。
【關(guān)鍵詞】：雙三相永磁同步電機(jī) 直接轉(zhuǎn)矩控制 電壓矢量 數(shù)字控制系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TM341
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-18
• 1.1 引言11
• 1.2 多相永磁同步電機(jī)的發(fā)展概況11-15
• 1.2.1 永磁同步電機(jī)的發(fā)展概況及特點11-13
• 1.2.2 多相電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的研究概況13-15
• 1.3 直接轉(zhuǎn)矩控制理論及控制方法的發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.3.1 直接轉(zhuǎn)矩控制發(fā)展概況15
• 1.3.2 同步電機(jī)中的直接轉(zhuǎn)矩控制15-16
• 1.4 本文的主要內(nèi)容16-18
• 第2章 雙三相永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的理論基礎(chǔ)18-29
• 2.1 多相電機(jī)相數(shù)的定義和選擇依據(jù)18-19
• 2.2 六相靜止坐標(biāo)下雙三相永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型19-22
• 2.2.1 雙三相PMSM的結(jié)構(gòu)19-20
• 2.2.2 六相靜止坐標(biāo)下雙三相PMSM的數(shù)學(xué)模型20-22
• 2.3 六相電機(jī)的矢量空間變換22-25
• 2.4 兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)(d-q坐標(biāo))下雙三相PMSM的數(shù)學(xué)模型25-28
• 2.4.1 坐標(biāo)變換25-27
• 2.4.2 d-q坐標(biāo)系下雙三相PMSM的數(shù)學(xué)模型27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 雙三相永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制理論29-56
• 3.1 雙三相永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制基本原理29-34
• 3.1.1 直接轉(zhuǎn)矩控制理論的基本原理29-30
• 3.1.2 雙三相永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制理論30-33
• 3.1.3 雙三相永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)構(gòu)成33-34
• 3.2 雙三相PMSM直接轉(zhuǎn)矩控制電壓矢量的選擇和開關(guān)表的確定34-43
• 3.2.1 電壓源逆變器開關(guān)狀態(tài)及電壓空間矢量分析34-36
• 3.2.2 雙三相永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制電壓矢量的選擇36-37
• 3.2.3 磁鏈分區(qū)的選擇和矢量分析37-41
• 3.2.4 雙三相永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制開關(guān)表的確定41-43
• 3.3 永磁同步電機(jī)定子磁鏈的估算43-49
• 3.3.1 永磁同步電機(jī)DTC控制差分模型44
• 3.3.2 直流漂移誤差對磁鏈估計影響44-46
• 3.3.3 定子磁鏈估計值出現(xiàn)漂移的解決辦法46-49
• 3.4 雙三相永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制定子磁鏈幅值的選擇49-52
• 3.4.1 在不同定子磁鏈幅值給定下轉(zhuǎn)矩一轉(zhuǎn)矩角特性仿真49-50
• 3.4.2 永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制定子磁鏈幅值的選擇計算50-52
• 3.5 永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的負(fù)載角限制問題52
• 3.6 雙三相PMSM直接轉(zhuǎn)矩控制方案仿真52-54
• 3.7 本章小結(jié)54-56
• 第4章 基于DSP控制的雙三相永磁同步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)56-68
• 4.1 引言56-57
• 4.2 驅(qū)動系統(tǒng)的總體框架57-58
• 4.3 雙三相永磁同步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)逆變電路設(shè)計58-61
• 4.3.1 整流橋元件參數(shù)的確定59
• 4.3.2 IGBT模塊選擇59-60
• 4.3.3 濾波電容及預(yù)充電電路的選擇60-61
• 4.4 雙三相永磁同步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)控制電路設(shè)計61-67
• 4.4.1 控制芯片——TMS320F2812簡介61-63
• 4.4.2 電流檢測電路63-65
• 4.4.3 IGBT驅(qū)動電路65
• 4.4.4 轉(zhuǎn)子位置/轉(zhuǎn)速檢測電路65-66
• 4.4.5 計算機(jī)外設(shè)和通訊接口電路66-67
• 4.5 本章小結(jié)67-68
• 第5章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計和實驗結(jié)果分析68-77
• 5.1 系統(tǒng)軟件總體結(jié)構(gòu)68-70
• 5.1.1 控制軟件模塊組成68-69
• 5.1.2 微機(jī)數(shù)字控制調(diào)速系統(tǒng)的軟件框圖69-70
• 5.2 控制軟件重要模塊的實現(xiàn)70-74
• 5.2.1 轉(zhuǎn)子相位初始化70-71
• 5.2.2 轉(zhuǎn)子位置檢測71-72
• 5.2.3 速度計算72-74
• 5.2.4 數(shù)字濾波74
• 5.3 實驗結(jié)果及分析74-76
• 5.4 本章小結(jié)76-77
• 結(jié)論77-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 致謝83-84
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄84

【參考文獻(xiàn)】

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 歐陽紅林;多相永磁同步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)控制方法的研究[D];湖南大學(xué);2005年

2 郭q，

本文編號：1055421