本文關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī)高頻注入法無速度傳感器矢量控制技術(shù)研究

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【摘要】：永磁同步電機(jī)具有功率密度高、效率高、體積小等眾多優(yōu)點(diǎn),在各行各業(yè)中都有良好的表現(xiàn)和廣泛的應(yīng)用。在對(duì)永磁同步電機(jī)進(jìn)行控制時(shí),電機(jī)的轉(zhuǎn)子位置和轉(zhuǎn)速是兩個(gè)必不可少的信號(hào),為此一般采用的是機(jī)械傳感器進(jìn)行測(cè)量,但這樣不僅會(huì)增加體積、成本,還會(huì)降低電機(jī)運(yùn)行可靠性,限制永磁同步電機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。在這樣的背景下,如何不使用位置、速度傳感器(即無速度傳感器技術(shù))來對(duì)永磁同步電機(jī)進(jìn)行控制成為當(dāng)前電氣行業(yè)的研究熱點(diǎn)課題。本文的研究重點(diǎn)是永磁同步電機(jī)采用高頻電壓注入法的無速度傳感器矢量控制,研究主要內(nèi)容有:1、簡(jiǎn)單介紹了永磁同步電機(jī)的優(yōu)異性能與三種電機(jī)控制理論的優(yōu)劣,對(duì)無速度傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀以及分類進(jìn)行了分析,其中,高頻信號(hào)注入法能夠解決電機(jī)零速、低速運(yùn)行時(shí)位置、速度估計(jì)難的問題,選擇了該方法為本文主要研究方向。2、從永磁同步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)出發(fā),討論了坐標(biāo)變換理論的詳細(xì)推導(dǎo),利用該理論將永磁同步電機(jī)靜止三相ABC坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型解耦簡(jiǎn)化成兩相旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,并在此基礎(chǔ)上對(duì)永磁同步電機(jī)矢量控制的各種方法進(jìn)行了較為深入的分析,本文選擇了i_d=0控制作為后續(xù)分析所使用的矢量控制方法。3、對(duì)兩種無速度傳感器控制方法——旋轉(zhuǎn)高頻電壓注入法與脈振高頻電壓注入法位置與速度信息估計(jì)的原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析,針對(duì)兩種方法初始位置檢測(cè)的問題進(jìn)行討論。在MATLAB/Simulink環(huán)境下搭建了兩種方法的仿真模型,通過仿真分析比較得出,兩種高頻注入法各有優(yōu)勢(shì),都能達(dá)到較好的控制效果。最后選擇旋轉(zhuǎn)高頻電壓注入法進(jìn)行了永磁同步電機(jī)無速度傳感器矢量控制實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所采用的控制方法能夠在低速情況下有效的估計(jì)轉(zhuǎn)子位置與速度信息,系統(tǒng)有良好的動(dòng)態(tài)特性與魯棒性。4、對(duì)本課題所做研究進(jìn)行反思與總結(jié),在本文研究基礎(chǔ)上,對(duì)進(jìn)一步的工作與研究方向進(jìn)行了展望。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機(jī) 矢量控制 無速度傳感器 旋轉(zhuǎn)高頻電壓注入 脈振高頻電壓注入
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM341;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題研究背景10
• 1.2 永磁同步電機(jī)控制理論發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.3 無位置傳感器控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀11-15
• 1.3.1 基于基頻信號(hào)的無傳感器控制12-14
• 1.3.2 基于高頻信號(hào)注入的無速度傳感器控制方法14-15
• 1.4 論文主要內(nèi)容15-17
• 第2章 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和矢量控制方法17-27
• 2.1 永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)17-18
• 2.2 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型18-22
• 2.2.1 PMSM在三相靜止坐標(biāo)系(ABC)上的數(shù)學(xué)模型18-20
• 2.2.2 坐標(biāo)變換理論20-21
• 2.2.3 同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型21-22
• 2.3 永磁同步電機(jī)矢量控制22-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 旋轉(zhuǎn)高頻電壓注入法無位置傳感器控制27-37
• 3.1 旋轉(zhuǎn)高頻電壓注入法位置估計(jì)方法27-30
• 3.2 旋轉(zhuǎn)高頻電壓注入法轉(zhuǎn)子初始位置檢測(cè)30-33
• 3.2.1 永磁同步電動(dòng)機(jī)定子鐵芯電感飽和效應(yīng)30-31
• 3.2.2 轉(zhuǎn)子初始位置檢測(cè)原理31-33
• 3.3 旋轉(zhuǎn)高頻電壓注入法仿真研究33-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第4章 脈振高頻電壓注入法無位置傳感器控制37-45
• 4.1 脈振高頻注入法基本原理37-41
• 4.1.1 永磁同步電機(jī)脈振高頻電壓注入法數(shù)學(xué)模型37-38
• 4.1.2 脈振高頻電壓注入法轉(zhuǎn)子位置估計(jì)原理38-40
• 4.1.3 脈振高頻電壓注入法的初始位置檢測(cè)40-41
• 4.2 脈振高頻電壓注入法仿真41-43
• 4.3 兩種高頻電壓注入法的比較43-44
• 4.4 本章小結(jié)44-45
• 第5章 旋轉(zhuǎn)高頻電壓注入法實(shí)驗(yàn)研究45-57
• 5.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)45-50
• 5.1.1 主電路45-46
• 5.1.2 IGBT驅(qū)動(dòng)電路和保護(hù)電路46-48
• 5.1.3 DSP及外圍控制電路48-50
• 5.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)50-54
• 5.2.1 主程序設(shè)計(jì)50-51
• 5.2.2 中斷服務(wù)子程序設(shè)計(jì)51-52
• 5.2.3 空間矢量（SVPWM）調(diào)制程序52-53
• 5.2.4 PI調(diào)節(jié)器程序設(shè)計(jì)53
• 5.2.5 濾波器程序設(shè)計(jì)53-54
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果54-55
• 5.4 本章小結(jié)55-57
• 結(jié)論與展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-64
• 致謝64-65
• 附錄65

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1074540