【摘要】：本文針對(duì)交流同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型及其矢量控制系統(tǒng),通過(guò)理論分析、仿真模型搭建及計(jì)算機(jī)仿真等研究方法,對(duì)同步電機(jī)的標(biāo)幺值數(shù)學(xué)模型、矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究,在此基礎(chǔ)上研究了同步電機(jī)無(wú)速度傳感器速度辨識(shí)方法。針對(duì)現(xiàn)有電力電子與電力傳動(dòng)專業(yè)方向的通用仿真軟件中同步電機(jī)模型存在的問(wèn)題,結(jié)合前人在大功率交流同步電機(jī)調(diào)速方面的研究成果及本文研究的實(shí)際情況,在Matlab/Simulink仿真環(huán)境下,搭建了同步電機(jī)數(shù)學(xué)仿真模型和控制系統(tǒng)仿真平臺(tái),并通過(guò)仿真對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。論文推導(dǎo)了同步電機(jī)在不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,在同步電機(jī)dq軸系的標(biāo)幺值狀態(tài)方程的基礎(chǔ)上,用兩種不同的方法對(duì)其進(jìn)行建模,通過(guò)仿真證明了搭建的同步電機(jī)模型能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)實(shí)際電機(jī)的模擬。本文對(duì)同步電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述,并對(duì)相應(yīng)的控制單元及整個(gè)控制平臺(tái)進(jìn)行了建模,同時(shí)在該仿真平臺(tái)上利用40kW同步電機(jī)參數(shù),對(duì)控制系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)性能進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,為以后的研究奠定了基礎(chǔ)。針對(duì)某些應(yīng)用場(chǎng)合中無(wú)法安裝速度傳感器的情況,本文結(jié)合建立的同步電機(jī)仿真模型的實(shí)際情況,提出了一種基于dq軸感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)辨識(shí)轉(zhuǎn)速的辨識(shí)模型,在理論上推導(dǎo)和分析了該辨識(shí)方案的可行性,在已經(jīng)搭建并驗(yàn)證過(guò)的仿真平臺(tái)上,利用該模型對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行辨識(shí),仿真結(jié)果證明了該模型辨識(shí)轉(zhuǎn)速的準(zhǔn)確性；將該模型辨識(shí)到的轉(zhuǎn)速反饋到控制端進(jìn)行閉環(huán)反饋,形成同步電機(jī)的無(wú)速度傳感器矢量控制系統(tǒng),將實(shí)際工況條件作為仿真條件,對(duì)這種控制方案進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,結(jié)果證明了該方案的可行性；另外將該辨識(shí)模型應(yīng)用于實(shí)際同步電機(jī)調(diào)試試驗(yàn)中,取得了良好的辨識(shí)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(xué)位授予單位】：冶金自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM341

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