本文關(guān)鍵詞：低速永磁電機(jī)振動(dòng)抑制控制策略研究

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【摘要】：逆變器非線性特性和氣隙磁場(chǎng)畸變引起的齒槽轉(zhuǎn)矩，使永磁同步電動(dòng)機(jī)(PMSM)運(yùn)行時(shí)電流中含有大量諧波。以一種非正弦波的形式供電，電機(jī)運(yùn)行在一定頻率范圍，導(dǎo)致徑向電磁力波頻率與定子或轉(zhuǎn)子某些固有頻率重合而發(fā)生共振，從而產(chǎn)生較大的振動(dòng)，導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定運(yùn)行。因此PMSM電磁振動(dòng)問題已成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究重點(diǎn)。由于IGBT的非線性特性，同一橋臂互補(bǔ)PWM脈沖需加入死區(qū)時(shí)間，死區(qū)時(shí)間的加入導(dǎo)致電流中含有大量諧波，產(chǎn)生較大振動(dòng)，低速時(shí)更明顯。本文從控制角度出發(fā)，提出一種死區(qū)補(bǔ)償算法降低電流中諧波成分，從而達(dá)到減振目的。 首先，本文推導(dǎo)了PMSM運(yùn)行諧波數(shù)學(xué)模型，分析了電磁轉(zhuǎn)矩與諧波的關(guān)系、SVPWM原理及實(shí)現(xiàn)方式。搭建帶有死區(qū)時(shí)間PMSM變頻調(diào)速系統(tǒng)仿真模型，分析了不同頻率下死區(qū)時(shí)間對(duì)電流的影響。 其次，對(duì)死區(qū)時(shí)間引起的電流諧波進(jìn)行分析。提出采用電流預(yù)測(cè)法和電流矢量法來判斷電流極性，通過時(shí)間脈沖補(bǔ)償法來抑制死區(qū)時(shí)間對(duì)電流諧波的影響。最后搭建基于時(shí)間脈沖補(bǔ)償法PMSM控制系統(tǒng)仿真模型，電機(jī)運(yùn)行在不同頻率、轉(zhuǎn)速下，對(duì)比死區(qū)補(bǔ)償前后相電流波形及頻譜分析。 再次，搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，整個(gè)控制系統(tǒng)由硬件電路和軟件程序兩部分組成。硬件部分主要分為四塊電路板：功率變換電路板、開關(guān)電源電路板、錯(cuò)誤故障保護(hù)電路板和脈動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制電路板。芯片采用TMS320F2812，開發(fā)環(huán)境CCS3.3，按模塊化分析了程序流程圖，編寫基于SVPWM加入死區(qū)補(bǔ)償算法PMSM控制程序，并根據(jù)模塊化進(jìn)行調(diào)試。 最后，使用BVM-300-4M振動(dòng)測(cè)試儀，，測(cè)量補(bǔ)償前后電機(jī)端蓋和安裝板處的振動(dòng)加速度，同時(shí)對(duì)比補(bǔ)償前后電機(jī)相電流的波形。且該算法不需增加任何硬件和離線實(shí)驗(yàn)測(cè)量，可應(yīng)用于工程實(shí)踐。
【關(guān)鍵詞】：空間電壓矢量 時(shí)間脈沖補(bǔ)償法 諧波抑制 死區(qū)時(shí)間 永磁同步電動(dòng)機(jī)
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM301.42
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 課題背景與研究意義9-10
• 1.2 電流諧波分析研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 電流空間諧波研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 電流時(shí)間諧波研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容12-13
• 第2章 永磁同步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)研究13-25
• 2.1 永磁同步電動(dòng)機(jī)諧波數(shù)學(xué)模型13-14
• 2.2 永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)與諧波關(guān)系14-15
• 2.3 空間電壓矢量控制原理及實(shí)現(xiàn)方式15-22
• 2.3.1 SVPWM基本原理15-16
• 2.3.2 SVPWM控制方法實(shí)現(xiàn)16-22
• 2.4 仿真結(jié)果分析22-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第3章 死區(qū)效應(yīng)引起的電流諧波分析及補(bǔ)償方法25-39
• 3.1 死區(qū)時(shí)間引起的電流諧波分析25-31
• 3.1.1 死區(qū)時(shí)間25-26
• 3.1.2 死區(qū)效應(yīng)分析26-29
• 3.1.3 死區(qū)效應(yīng)對(duì)電流諧波的影響29-31
• 3.2 電流極性檢測(cè)方法31-33
• 3.2.1 電流預(yù)測(cè)法31-32
• 3.2.2 電流矢量法32-33
• 3.3 時(shí)間脈沖補(bǔ)償法33-38
• 3.3.1 時(shí)間脈沖補(bǔ)償法的基本原理33-35
• 3.3.2 時(shí)間脈沖補(bǔ)償法的仿真研究35-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第4章 永磁同步電動(dòng)機(jī)振動(dòng)測(cè)試研究39-51
• 4.1 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)39
• 4.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)39-43
• 4.2.1 主電路及開關(guān)電壓電路設(shè)計(jì)40-41
• 4.2.2 錯(cuò)誤故障保護(hù)電路設(shè)計(jì)41-42
• 4.2.3 脈動(dòng)驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)42-43
• 4.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)43-50
• 4.3.1 系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)43
• 4.3.2 主函數(shù)程序設(shè)計(jì)43-44
• 4.3.3 主中斷程序設(shè)計(jì)44-49
• 4.3.4 Z脈沖中斷程序設(shè)計(jì)49-50
• 4.3.5 SCI通訊模塊程序設(shè)計(jì)50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第5章 系統(tǒng)調(diào)試51-59
• 5.1 硬件調(diào)試51
• 5.2 軟件調(diào)試51-52
• 5.3 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)52-53
• 5.4 實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果及分析53-58
• 5.5 本章小結(jié)58-59
• 第6章 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-63
• 附錄 實(shí)驗(yàn)裝置與儀器63-64
• 在學(xué)研究成果64-65
• 致謝65

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 楊玉波;王秀和;張?chǎng)?賀廣富;;磁極偏移削弱永磁電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩方法[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2006年10期

2 吳茂剛;趙榮祥;;矢量控制永磁同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)分析[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2007年02期

3 劉軍鋒;李葉松;;死區(qū)對(duì)電壓型逆變器輸出誤差的影響及其補(bǔ)償[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2007年05期

4 唐任遠(yuǎn);宋志環(huán);于慎波;郝雪莉;王巍;;變頻器供電對(duì)永磁電機(jī)振動(dòng)噪聲源的影響研究[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2010年03期

5 周華偉;溫旭輝;趙峰;張劍;郭新華;;一種抑制VSI零電流箝位效應(yīng)的死區(qū)補(bǔ)償方法[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2011年01期

6 李崇堅(jiān);;大功率交流電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的研究[J];電力電子;2010年01期

7 于泳;魏彥江;王高林;;IGBT的死區(qū)補(bǔ)償方法研究[J];電力電子技術(shù);2007年12期

8 熊健,康勇,張凱,陳堅(jiān);電壓空間矢量調(diào)制與常規(guī)SPWM的比較研究[J];電力電子技術(shù);1999年01期

9 吳麗華;高慧芝;劉政;楊明玲;;一種改進(jìn)型的SVPWM算法研究[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2013年04期

10 張輯;彭彥卿;陳天翔;;一種基于電流空間矢量的新型死區(qū)補(bǔ)償策略[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2013年06期

本文編號(hào)：1100608