【摘要】：本文針對交流同步電機數(shù)學模型及其矢量控制系統(tǒng),通過理論分析、仿真模型搭建及計算機仿真等研究方法,對同步電機的標幺值數(shù)學模型、矢量控制系統(tǒng)進行了研究,在此基礎上研究了同步電機無速度傳感器速度辨識方法。針對現(xiàn)有電力電子與電力傳動專業(yè)方向的通用仿真軟件中同步電機模型存在的問題,結(jié)合前人在大功率交流同步電機調(diào)速方面的研究成果及本文研究的實際情況,在Matlab/Simulink仿真環(huán)境下,搭建了同步電機數(shù)學仿真模型和控制系統(tǒng)仿真平臺,并通過仿真對模型進行了驗證。論文推導了同步電機在不同坐標系下的數(shù)學模型,在同步電機dq軸系的標幺值狀態(tài)方程的基礎上,用兩種不同的方法對其進行建模,通過仿真證明了搭建的同步電機模型能夠?qū)崿F(xiàn)對實際電機的模擬。本文對同步電機的矢量控制系統(tǒng)結(jié)構進行了詳細的闡述,并對相應的控制單元及整個控制平臺進行了建模,同時在該仿真平臺上利用40kW同步電機參數(shù),對控制系統(tǒng)的動靜態(tài)性能進行了仿真驗證,為以后的研究奠定了基礎。針對某些應用場合中無法安裝速度傳感器的情況,本文結(jié)合建立的同步電機仿真模型的實際情況,提出了一種基于dq軸感應電動勢辨識轉(zhuǎn)速的辨識模型,在理論上推導和分析了該辨識方案的可行性,在已經(jīng)搭建并驗證過的仿真平臺上,利用該模型對轉(zhuǎn)速進行辨識,仿真結(jié)果證明了該模型辨識轉(zhuǎn)速的準確性；將該模型辨識到的轉(zhuǎn)速反饋到控制端進行閉環(huán)反饋,形成同步電機的無速度傳感器矢量控制系統(tǒng),將實際工況條件作為仿真條件,對這種控制方案進行了仿真驗證,結(jié)果證明了該方案的可行性；另外將該辨識模型應用于實際同步電機調(diào)試試驗中,取得了良好的辨識效果。
[Abstract]:Aiming at the mathematical model of AC synchronous motor and its vector control system, the standard unitary mathematical model and vector control system of synchronous motor are studied by means of theoretical analysis, simulation model building and computer simulation. On this basis, the speed identification method of speed sensorless synchronous motor is studied. Aiming at the problems of synchronous motor model in the current general simulation software of power electronics and power transmission direction, combined with the previous research achievements in the field of high power AC synchronous motor speed regulation and the actual situation of this paper, In the Matlab/Simulink simulation environment, the synchronous motor mathematical simulation model and control system simulation platform are built, and the model is verified by simulation. In this paper, the mathematical models of synchronous motor in different coordinate systems are derived. On the basis of the standard unitary state equation of dq shafting of synchronous motor, two different methods are used to model the synchronous motor. The simulation results show that the synchronous motor model can be used to simulate the actual motor. In this paper, the structure of vector control system of synchronous motor is described in detail, and the corresponding control unit and the whole control platform are modeled. At the same time, the parameters of 40kW synchronous motor are used in the simulation platform. The dynamic and static performance of the control system is verified by simulation, which lays a foundation for future research. In view of the fact that the speed sensor can not be installed in some applications, this paper presents a speed identification model based on dq axis induction electromotive force (EMF) based on the actual situation of the established synchronous motor simulation model. The feasibility of the identification scheme is deduced and analyzed theoretically. On the simulation platform which has been built and verified, the model is used to identify the rotational speed, and the simulation results prove the accuracy of the model. The speed identified by the model is fed back to the control terminal for closed loop feedback, and the speed sensorless vector control system of synchronous motor is formed. The actual operating condition is taken as the simulation condition, and the simulation verification of this control scheme is carried out. The results show that the scheme is feasible. In addition, the identification model has been applied to the practical test of synchronous motor debugging, and good identification results have been obtained.
【學位授予單位】：冶金自動化研究設計院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM341

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