本文關(guān)鍵詞：基于無電解電容驅(qū)動器的空調(diào)永磁電機(jī)控制策略研究

  更多相關(guān)文章： 空調(diào)永磁同步電機(jī) 無電解電容 位置觀測器 三電阻采樣 高功率因數(shù)控制

【摘要】：變頻調(diào)速永磁電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于家用電器中,尤其是家用空調(diào)領(lǐng)域,有利于使提升系統(tǒng)性能并且降低能源消耗。近年來,電解電容壽命短已成為空調(diào)驅(qū)動器發(fā)生故障的重要因素,并且傳統(tǒng)空調(diào)驅(qū)動器中的功率因數(shù)校正電路需要電感、功率開關(guān)管等元件,增加了系統(tǒng)成本。采用薄膜電容代替電解電容,可以有效提高驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性,并降低成本和體積。但是采用薄膜電容會導(dǎo)致母線電壓波動,電網(wǎng)側(cè)會產(chǎn)生大量諧波電流,電機(jī)控制難度加大。為了改善空調(diào)永磁電機(jī)控制系統(tǒng)的性能,本文對基于無電解電容驅(qū)動器的空調(diào)永磁電機(jī)控制策略進(jìn)行研究。由于無電解電容控制是建立在無位置傳感器驅(qū)動系統(tǒng)基礎(chǔ)之上,首先研究一種空調(diào)永磁電機(jī)位置觀測器。分析空調(diào)永磁電機(jī)矢量控制原理,然后根據(jù)數(shù)學(xué)模型以及相應(yīng)的坐標(biāo)變換建立擴(kuò)展反電動勢模型,設(shè)計(jì)基于擴(kuò)展反電動勢數(shù)學(xué)模型的空調(diào)永磁電機(jī)位置觀測器,最后采用鎖相環(huán)有效地提取轉(zhuǎn)子位置信息,為無電解電容及無傳感器驅(qū)動器控制的研究奠定了基礎(chǔ)。針對高速運(yùn)行不可采樣區(qū)域的電流重構(gòu)問題,研究一種基于PWM移相的三電阻采樣相電流重構(gòu)方法。在分析相電流重構(gòu)原理的基礎(chǔ)上,確定了三電阻相電流不可采樣區(qū)域。針對四個不同的不可采樣區(qū)域,分別通過注入電壓矢量對原參考電壓矢量進(jìn)行補(bǔ)償。最后,通過對PWM波形進(jìn)行移相處理,使得電流采樣時間大于最短采樣時間,進(jìn)而得到電機(jī)有效的重構(gòu)電流波形,為無電解電容驅(qū)動器的電流閉環(huán)控制提供了反饋信號。研究基于逆變器輸出功率及母線電壓控制的無電解電容控制策略,建立實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)的d-q軸電流參考量分配機(jī)制和電壓補(bǔ)償機(jī)制。通過分析輸入電流與負(fù)載功率的關(guān)系,闡明了提高功率因數(shù)的實(shí)現(xiàn)機(jī)理。q軸電流采用基于逆變器輸出功率調(diào)節(jié)的控制策略以及比例諧振控制器,d軸電流采用弱磁控制,從而提高系統(tǒng)的功率因數(shù)。并對母線電壓穩(wěn)定性進(jìn)行分析,采用基于母線電壓反饋控制策略,通過在參考電壓進(jìn)行補(bǔ)償來實(shí)現(xiàn)母線電壓的穩(wěn)定。在理論及仿真分析基礎(chǔ)上,通過TMS320F28034 DSP實(shí)現(xiàn)了所研究的無電解電容控制算法,并在1.5匹美的永磁電機(jī)空調(diào)實(shí)驗(yàn)平臺上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,驗(yàn)證了所研究控制策略的有效性和可行性。
【關(guān)鍵詞】：空調(diào)永磁同步電機(jī) 無電解電容 位置觀測器 三電阻采樣 高功率因數(shù)控制
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM351
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 課題研究背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析10-17
• 1.2.1 空調(diào)壓縮機(jī)用電機(jī)控制技術(shù)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 空調(diào)永磁電機(jī)相電流檢測技術(shù)研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.3 基于無電解電容驅(qū)動器的永磁電機(jī)控制策略研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 空調(diào)壓縮機(jī)永磁電機(jī)矢量控制方法及位置觀測器19-29
• 2.1 引言19
• 2.2 空調(diào)永磁電機(jī)矢量控制原理及數(shù)學(xué)模型19-22
• 2.2.1 空調(diào)永磁電機(jī)矢量控制原理19
• 2.2.2 永磁電機(jī)矢量控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型19-22
• 2.3 基于擴(kuò)展反電動勢模型空調(diào)永磁電機(jī)位置觀測器22-27
• 2.3.1 擴(kuò)展反電動勢模型建立23
• 2.3.2 全階位置觀測器設(shè)計(jì)23-27
• 2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 三電阻相電流采樣方案及不可采樣區(qū)域重構(gòu)策略29-40
• 3.1 引言29
• 3.2 相電流重構(gòu)原理及不可采樣區(qū)域分析29-32
• 3.2.1 三電阻采樣相電流重構(gòu)原理29-31
• 3.2.2 不可采樣區(qū)域分析31-32
• 3.3 不可采樣區(qū)域補(bǔ)償方案及實(shí)現(xiàn)方法32-35
• 3.3.1 不可采樣區(qū)域補(bǔ)償方案32-34
• 3.3.2 不可采樣區(qū)域相電流重構(gòu)方法34-35
• 3.4 仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果35-39
• 3.4.1 Matlab/Simulink仿真分析35-36
• 3.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析36-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 第4章 基于無電解電容驅(qū)動器的空調(diào)永磁電機(jī)控制策略研究40-57
• 4.1 引言40
• 4.2 基于逆變器輸出功率調(diào)節(jié)的無電解電容控制策略40-47
• 4.2.1 輸入電流與負(fù)載功率關(guān)系分析40-41
• 4.2.2 基于功率環(huán)的q軸電流控制策略41-44
• 4.2.3 d軸電流弱磁控制策略44-47
• 4.3 基于母線電壓的無電解電容控制策略47-50
• 4.3.1 母線電壓穩(wěn)定性分析47-49
• 4.3.2 基于母線電壓的d-q軸電壓補(bǔ)償策略49-50
• 4.4 仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果50-56
• 4.4.1 Matlab/Simulink仿真分析50-52
• 4.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析52-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第5章 空調(diào)壓縮機(jī)永磁電機(jī)矢量控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)57-65
• 5.1 引言57
• 5.2 空調(diào)永磁電機(jī)矢量控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)及實(shí)驗(yàn)平臺57-59
• 5.3 控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)59-60
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析60-64
• 5.4.1 輸入功率實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果63
• 5.4.2 功率因數(shù)實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果63-64
• 5.4.3 諧波畸變率實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果64
• 5.5 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-67
• 參考文獻(xiàn)67-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文73-75
• 致謝75

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