【摘要】：無刷雙饋電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、功率因數(shù)可控、變頻器容量小、運行可靠性高、制造成本低等一系列優(yōu)點,在大功率、高電壓、高扭矩、低轉(zhuǎn)速的調(diào)速系統(tǒng)以及變速恒頻發(fā)電領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。 目前,無刷雙饋電機(jī)變速驅(qū)動系統(tǒng)作為國內(nèi)外研究的熱點,正處在模擬仿真和樣機(jī)試制階段�，F(xiàn)階段的仿真多數(shù)是針對無刷雙饋電機(jī)或者控制系統(tǒng)的單獨仿真,鮮有文章涉及無刷雙饋電機(jī)及其控制系統(tǒng)的高性能聯(lián)合仿真；試驗樣機(jī)及配套系統(tǒng)雖已問世,但是其結(jié)構(gòu)優(yōu)化、參數(shù)調(diào)試等工作依然需要高精度仿真的支持。所以,無刷雙饋電機(jī)及其控制系統(tǒng)亟需一種高性能仿真方法為其提供技術(shù)參考。 因為無刷雙饋電機(jī)定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和內(nèi)部電磁關(guān)系復(fù)雜,傳統(tǒng)的交流電機(jī)性能分析方法并不能準(zhǔn)確的對無刷雙饋電機(jī)進(jìn)行模擬仿真；又因?qū)I(yè)的電磁仿真軟件只能針對電機(jī)電磁場進(jìn)行仿真,不能考慮電壓空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)供電和矢量控制等復(fù)雜外電路對電機(jī)運行性能的影響,這使得無刷雙饋電機(jī)及其控制系統(tǒng)仿真困難重重。針對此問題,本文采用場路耦合聯(lián)合仿真的方式,對轉(zhuǎn)差型矢量控制SVPWM供電的無刷雙饋電機(jī)變速驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,獲得了高精度的仿真結(jié)果。本文所做具體工作如下： 首先,研究無刷雙饋電機(jī)的工作原理、運行方式,SVPWM供電方式和轉(zhuǎn)差型矢量控制系統(tǒng)的原理及實現(xiàn)方法,為建立SVPWM供電的轉(zhuǎn)差型矢量控制系統(tǒng)打下理論基礎(chǔ)。 其次,在前人對無刷雙饋電機(jī)數(shù)學(xué)模型研究的基礎(chǔ)上,推導(dǎo)無刷雙饋電機(jī)動態(tài)數(shù)學(xué)模型方程,并在MATLAB/Simulink軟件中搭建基于動態(tài)數(shù)學(xué)模型的電機(jī)模型,并利用該模型,建成整個驅(qū)動系統(tǒng)的Simulink仿真模型。 然后,建立由SVPWM供電轉(zhuǎn)差頻率矢量控制的變速驅(qū)動系統(tǒng)Simulink模型,實現(xiàn)無刷雙饋電機(jī)異步啟動、轉(zhuǎn)速快速跟蹤、功率因數(shù)可控等功能,獲得相關(guān)控制器的具體參數(shù),為實現(xiàn)聯(lián)合仿真做好準(zhǔn)備。 最后,在Maxwell電磁仿真軟件中建立無刷雙饋電機(jī)的有限元仿真模型,在Simplorer仿真軟件中建立了SVPWM供電的轉(zhuǎn)差型矢量控制系統(tǒng),并將兩個仿真軟件進(jìn)行實時數(shù)據(jù)交互的場路耦合聯(lián)合仿真,獲得無刷雙饋電機(jī)在SVPWM供電轉(zhuǎn)差型矢量控制下的運行仿真數(shù)據(jù)。
[Abstract]:Brushless doubly-fed machine has a series of advantages, such as simple structure, controllable power factor, small capacity of inverter, high reliability of operation, low manufacturing cost, etc., in high power, high voltage, high torque, etc. Low speed regulation system and variable speed constant frequency power generation field have broad application prospects. At present, the variable speed drive system of brushless doubly-fed machine is in the stage of simulation and prototype production. At present, most of the simulations are aimed at the single simulation of brushless doubly-fed machine or control system, and few articles relate to the high-performance joint simulation of brushless doubly-fed machine and its control system. Although the experimental prototype and its supporting system have been developed, its structure optimization and parameter adjustment still need the support of high precision simulation. Therefore, a high performance simulation method is needed for the brushless doubly-fed machine and its control system. Because the structure of the stator and rotor of the brushless doubly-fed machine is complicated and the internal electromagnetic relationship is complex, the traditional performance analysis method of AC motor can not accurately simulate and simulate the brushless doubly-fed machine. Because the professional electromagnetic simulation software can only simulate the electromagnetic field of the motor, it can not consider the influence of the complex external circuits, such as voltage space vector pulse width modulation (SVPWM) power supply and vector control, on the performance of the motor. This makes it difficult to simulate the brushless doubly-fed machine and its control system. In order to solve this problem, this paper simulates the variable speed drive system of brushless doubly-fed machine powered by slip vector control (SVPWM) by using field-circuit coupling combined simulation method, and obtains high precision simulation results. The specific work of this paper is as follows: firstly, the working principle, operation mode, SVPWM power supply mode and the principle and realization method of the slip vector control system are studied. It lays a theoretical foundation for the establishment of SVPWM power supply slip vector control system. Secondly, on the basis of previous researches on the mathematical model of brushless doubly-fed machine, the dynamic mathematical model equation of brushless doubly-fed machine is deduced, and the motor model based on dynamic mathematical model is built in MATLAB/Simulink software, and the model is used. The Simulink simulation model of the whole drive system is built. Then, the Simulink model of variable speed drive system controlled by SVPWM power supply slip frequency vector is established to realize the functions of brushless doubly-fed machine, such as asynchronous start, fast speed tracking, controllable power factor and so on, and the specific parameters of the controller are obtained. Prepare for joint simulation. Finally, the finite element simulation model of brushless doubly-fed machine is established in Maxwell electromagnetic simulation software, and the slip vector control system of SVPWM power supply is established in Simplorer simulation software. The simulation data of brushless doubly-fed machine under the control of SVPWM power supply slip vector are obtained by the field circuit coupling joint simulation of real-time data interaction between the two simulation softwares.
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM301.2

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 黃守道,王耀南,黃科元,林友杰;無刷雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子磁場定向控制策略的研究[J];電工技術(shù)學(xué)報;2002年02期

2 彭曉,黃守道,楊向宇,石安樂,陳意軍;無刷雙饋電機(jī)的數(shù)學(xué)模型及穩(wěn)定運行分析[J];湖南工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2003年03期

3 胡必武;無刷雙饋電機(jī)極數(shù)的選擇[J];機(jī)械制造與自動化;2003年04期

4 王曉遠(yuǎn),丁亞明,朱更明;無刷雙饋電機(jī)矢量解耦控制方法的研究[J];湖南科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2004年02期

5 鄧先明;姜建國;方榮惠;;無刷雙饋電機(jī)的特性仿真[J];電氣自動化;2005年06期

6 湯海梅;無刷雙饋電機(jī)的基本原理及實際應(yīng)用[J];電氣傳動;2005年08期

7 李春葉;;無刷雙饋電機(jī)的開環(huán)仿真研究[J];山西廣播電視大學(xué)學(xué)報;2005年06期

8 張曉峰;王曉遠(yuǎn);呂征宇;;無刷雙饋電機(jī)調(diào)速特性的仿真和試驗研究[J];微特電機(jī);2005年12期

9 張軍;郭豐產(chǎn);;無刷雙饋電機(jī)的原理及應(yīng)用[J];電氣開關(guān);2006年05期

10 林炯康;吳捷;王世聞;;無刷雙饋電機(jī)的電路分析及動態(tài)建模[J];中國水運(學(xué)術(shù)版);2006年07期

相關(guān)會議論文 前10條

1 賈華;崔軍輝;李海軍;李俊彪;;無刷雙饋電機(jī)的建模和開環(huán)仿真[A];全國冶金自動化信息網(wǎng)2009年會論文集[C];2009年

2 沈震;魏毅立;;無刷雙饋電機(jī)建模與仿真的研究[A];中國計量協(xié)會冶金分會2008年會論文集[C];2008年

3 王昌盛;解鑫;彭軍林;王雪帆;;無刷雙饋電機(jī)結(jié)構(gòu)及控制研究[A];湖北省電工技術(shù)學(xué)會2004年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

4 李艷萍;何鳳有;程培波;呂現(xiàn)釗;;無刷雙饋電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的仿真[A];自動化技術(shù)與冶金流程節(jié)能減排——全國冶金自動化信息網(wǎng)2008年會論文集[C];2008年

5 沈震;魏毅立;;無刷雙饋電機(jī)建模與仿真的研究[A];2008全國第十三屆自動化應(yīng)用技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2008年

6 陳文俊;王之浩;周行星;;風(fēng)力發(fā)電中無刷雙饋電機(jī)的控制技術(shù)[A];08全國電工測試技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2008年

7 曾賢杰;寧國云;;無刷雙饋電機(jī)優(yōu)勢分析[A];湖北省電工技術(shù)學(xué)會、武漢電工技術(shù)學(xué)會2013年度學(xué)術(shù)年會、第五屆“智能電網(wǎng)”暨“電機(jī)能效提升”發(fā)展論壇論文集[C];2013年

8 曹文;劉鵬;季明昌;李德金;鄧先明;;無刷雙饋電機(jī)的電磁特性分析[A];第十五屆全國煤礦自動化學(xué)術(shù)年會和中國煤炭學(xué)會煤礦自動化專業(yè)委員會學(xué)術(shù)會議論文集[C];2005年

9 彭軍林;王昌盛;解鑫;王雪帆;;無刷雙饋電機(jī)原理研究及應(yīng)用概況[A];湖北省電工技術(shù)學(xué)會2004年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

10 楊向宇;龔晟;紀(jì)梁洲;;凸極轉(zhuǎn)子無刷雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)子優(yōu)化及特性研究[A];2011中國電工技術(shù)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 王樂英;無刷雙饋電機(jī)直接反饋控制系統(tǒng)分析與設(shè)計方法的研究[D];天津大學(xué);2012年

2 王愛龍;無刷雙饋電機(jī)的數(shù)學(xué)模型和有限元仿真[D];太原理工大學(xué);2008年

3 張經(jīng)緯;繞線轉(zhuǎn)子無刷雙饋電機(jī)及其在獨立電源系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];華中科技大學(xué);2010年

4 熊飛;繞線轉(zhuǎn)子無刷雙饋電機(jī)建模分析和電磁設(shè)計研究[D];華中科技大學(xué);2010年

5 張鳳閣;磁場調(diào)制式無刷雙饋電機(jī)研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);1999年

6 黃守道;無刷雙饋電機(jī)的控制方法研究[D];湖南大學(xué);2005年

7 程源;繞線轉(zhuǎn)子無刷雙饋電機(jī)特性研究[D];華中科技大學(xué);2012年

8 龔晟;基于特殊磁阻型轉(zhuǎn)子的無刷雙饋電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計與研究[D];華南理工大學(xué);2012年

9 王秀平;新型混合轉(zhuǎn)子無刷雙饋電機(jī)的電磁特性分析與實驗研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2014年

10 邵宗凱;無刷雙饋電機(jī)建模及智能控制策略研究[D];華中科技大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 湯海梅;無刷雙饋電機(jī)的效率分析及仿真研究[D];天津大學(xué);2007年

2 厲建新;籠型轉(zhuǎn)子無刷雙饋電機(jī)雙同步坐標(biāo)系矢量控制方法研究[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2009年

3 張世磊;無刷雙饋電機(jī)矢量解耦控制方法的研究[D];天津大學(xué);2008年

4 趙錚;磁阻型無刷雙饋電機(jī)的溫度場分析[D];北京交通大學(xué);2010年

5 張千;徑向疊片磁阻轉(zhuǎn)子無刷雙饋電機(jī)的有限元分析與研究[D];北京交通大學(xué);2010年

6 張喜海;無刷雙饋電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)研究[D];西南交通大學(xué);2010年

7 彭冠炎;無刷雙饋電機(jī)及其直接轉(zhuǎn)矩控制的研究[D];華南理工大學(xué);2010年

8 賈文霞;無刷雙饋電機(jī)間接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[D];太原理工大學(xué);2011年

9 林友杰;無刷雙饋電機(jī)及其智能控制[D];湖南大學(xué);2002年

10 劉憲栩;風(fēng)力發(fā)電用無刷雙饋電機(jī)的設(shè)計和仿真研究[D];浙江大學(xué);2006年

，

本文編號：2405627