發(fā)布時間：2020-11-19 03:20

　　 永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)擁有輸出轉矩高,功率密度高,效率高等優(yōu)點,在應用電機的新領域也以永磁電機作為首選。然而國內外對PMSM控制策略的仿真大多采用的是電機的d-q模型,其電機參數(shù)是恒定不變的,并忽略了電機設計參數(shù)帶來的影響。為了考慮電機設計參數(shù)帶來的影響,并觀察到電機參數(shù)的變化,本文對PMSM的有限元模型進行研究,并利用有限元聯(lián)合仿真平臺實現(xiàn)了電機控制策略的設計,主要工作如下:1.研究了PMSM的d-q數(shù)學模型,并分析了PMSM數(shù)學模型無法考慮電機參數(shù)變化的問題。搭建了PMSM有限元模型,并基于電機有限元模型對電機磁路和磁場兩個方面進行了研究,分析了電機有限元模型考慮電機設計參數(shù)、可以顯示更多電機暫態(tài)參數(shù)的優(yōu)勢。2.分別對PMSM電感參數(shù)、反向電動勢以及銅耗、鐵耗的參數(shù)模型進行了研究,分析了造成上述參數(shù)的變化的因素以及上述參數(shù)對PMSM控制的影響�；陔姍C有限元模型對參數(shù)的影響因素進行了仿真。3.對基于轉子定向的矢量控制策略進行了研究,并將有限元模型參數(shù)的分析和電機矢量控制策略結合了起來:依據(jù)銅耗、鐵耗對電機控制的影響,設計了一種考慮銅耗、鐵耗的電機控制策略,實現(xiàn)了對電磁轉矩的補償;依據(jù)電感參數(shù)變化對電機控制的影響,設計了一種考慮電感參數(shù)變化的MTPA電機控制策略。對PMSM的聯(lián)合仿真進行了研究并搭建了PMSM的有限元聯(lián)合仿真平臺。將電機的有限元聯(lián)合仿真結果與電機d-q模型的仿真結果進行對比,結果表明通過聯(lián)合仿真模型可以觀察到更多電機參數(shù);基于聯(lián)合仿真平臺驗證了上述兩種控制策略的可行性,這表明有限元模型對控制策略的研究具有指導作用。
【學位單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U469.72;TM341
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景與研究意義
    1.2 國內外電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 國內發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 課題部分技術研究現(xiàn)狀
        1.3.1 PMSM設計研究現(xiàn)狀
        1.3.2 PMSM矢量控制策略研究現(xiàn)狀
        1.3.3 電機電控一體化設計的研究現(xiàn)狀
        1.3.4 PMSM的仿真研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究的具體工作內容
第二章 PMSM的仿真模型建立
    2.1 PMSM的d-q模型
    2.2 基于有限元模型的電機磁路的研究
        2.2.1 電機設計的邊界條件
        2.2.2 電機磁路的計算方法研究
        2.2.3 PMSM磁路的算例
    2.3 基于有限元模型的電機磁場的研究
        2.3.1 電機有限元模型的搭建
        2.3.2 電機有限元模型的仿真
    2.4 本章小結
第三章 基于有限元模型的PMSM參數(shù)模型分析
    3.1 電機電感參數(shù)模型分析
        3.1.1 電感的參數(shù)影響因素研究
        3.1.2 基于有限元模型的電感參數(shù)仿真分析
    3.2 電機反向電動勢的參數(shù)模型分析
        3.2.1 反向電動勢的影響因素研究
        3.2.2 基于有限元模型的反向電動勢仿真分析
    3.3 電機損耗的研究
        3.3.1 繞組銅耗
        3.3.2 定子鐵耗
    3.4 本章小結
第四章 基于有限元模型的PMSM矢量控制的研究
    4.1 基于d-q模型的PMSM矢量控制策略研究
        4.1.1 基于轉子磁場定向的矢量控制研究
        4.1.2 PMSM矢量控制策略研究
    4.2 考慮銅耗鐵耗的矢量控制策略
        4.2.1 基于有限元模型的控制策略研究
        4.2.2 轉矩補償值的計算
        4.2.3 基于聯(lián)合仿真平臺的仿真分析
    4.3 考慮電感參數(shù)變化的的MTPA控制策略
        4.3.1 基于有限元模型的控制策略研究
        4.3.2 基于聯(lián)合仿真平臺的仿真分析
    4.4 本章小結
第五章 PMSM的多物理場聯(lián)合仿真研究
    5.1 電機功率部分的建立
        5.1.1 功率回路的搭建
        5.1.2 Simplorer與Matlab的仿真接口
    5.2 電機控制部分的建立
        5.2.1 控制參數(shù)的設計
        5.2.2 電機控制模型
    5.3 模型仿真驗證
        5.3.1 聯(lián)合仿真參數(shù)設定
        5.3.2 d-q模型仿真結果及分析
        5.3.3 有限元模型聯(lián)合仿真結果及分析
    5.4 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 全文總結
    6.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
碩士期間的研究成果

【參考文獻】

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本文編號：2889616