本文關(guān)鍵詞：永磁同步電機參數(shù)整定方法研究

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【摘要】：永磁同步電機由于其自身所具備的優(yōu)越性能,在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事等領(lǐng)域日益受到研究人員的青睞。本次課題選用STM32F407為主控芯片,該芯片設(shè)計采用ARM Cortex-M4為內(nèi)核,是專業(yè)用于研究開發(fā)永磁同步電機的控制芯片,其高效的數(shù)字信號處理能力適用于實現(xiàn)各種控制策略。本文圍繞STM32F407從軟件以及硬件設(shè)計方面對永磁同步電機的參數(shù)整定方法展開了詳細的研究。本文詳細分析了永磁同步電機在不同坐標系下的數(shù)學模型以及不同坐標系的轉(zhuǎn)換方式,闡述了空間矢量脈寬調(diào)制方法原理以及實現(xiàn)方式。在選擇矢量控制方法的前提下,比較了不同電流控制方案的優(yōu)缺點及適用場合,最終采用0di?的轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制策略。高性能的交流永磁同步電機控制策略,控制效果的好壞與控制環(huán)節(jié)中所應(yīng)用到的電機參數(shù)有關(guān)。首先,本文詳細分析了測量環(huán)境中可能會對電樞繞組電阻參數(shù)、直軸電感參數(shù)產(chǎn)生影響的因素。其次,闡述了直流伏安法測量定子電樞繞組阻值原理,并在此基礎(chǔ)上給出了降低死區(qū)時間對測量結(jié)果影響的測量方案。根據(jù)電機數(shù)學模型推導出直軸電感表達式,綜合分析了測量電感參數(shù)的關(guān)鍵參數(shù)。比較了目前廣泛應(yīng)用的永磁體磁極初始位置檢測方案,參考脈沖電壓注入法的測量原理,對電樞繞組施加空間電壓矢量,并根據(jù)反饋的直軸電流值di分析出轉(zhuǎn)子磁極的方向。最后,根據(jù)闡述的參數(shù)測量原理,設(shè)計了測量方案和軟件程序,并對測量結(jié)果進行了分析。永磁同步電機控制器硬件設(shè)計主要針對主功率電路以及采樣電路兩方面。主功率電路包括整流電路、逆變電路以及開關(guān)電源電路三個模塊。整流電路利用全橋整流模塊,并設(shè)計了大功率濾波電路將380V三相交流電壓轉(zhuǎn)換成537V直流電壓。逆變電路設(shè)計選用PM75RL1A120功率模塊實現(xiàn)DC/AC轉(zhuǎn)換,并根據(jù)模塊特性設(shè)計了控制電路以及故障檢測電路。采用FN13844電流型PWM(Pulse Width Modulation)控制芯片設(shè)計了單端反激式開關(guān)電源,用于實現(xiàn)多路直流電壓輸出為整個控制器的工作提供電能。不管是磁場定向的矢量控制方案,還是電機參數(shù)的檢測都要依賴反饋電流,本文還設(shè)計了A、B相電流采樣處理電路以及直流母線電壓采樣處理電路,利用主控芯片自帶的A/D采樣通道對電壓、電流進行采樣。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機 電樞繞組阻值 直軸電感 轉(zhuǎn)子初始位置
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM341
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• abstract6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 交流永磁同步電機發(fā)展概況11-12
• 1.3 永磁同步電機參數(shù)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.4 本文主要研究工作13-16
• 第二章 永磁同步電機數(shù)學模型及控制方法16-36
• 2.1 永磁同步電機結(jié)構(gòu)16
• 2.2 空間坐標矢量變換16-19
• 2.2.1 Clark變換17-18
• 2.2.2 Park變換18-19
• 2.3 永磁同步電機矢量控制19-29
• 2.3.1 永磁同步電機數(shù)學模型19-24
• 2.3.2 PMSM矢量控制方法選擇24-29
• 2.4 空間矢量PWM（SVPWM）技術(shù)29-36
• 第三章 永磁同步電機參數(shù)整定36-41
• 3.1 影響參數(shù)變換的因素36-37
• 3.1.1 影響電阻變化的因素36-37
• 3.1.2 影響電感變化的因素37
• 3.2 永磁同步電機定子電阻參數(shù)整定37-38
• 3.3 永磁同步電機定子電感參數(shù)整定38-41
• 第四章 永磁同步電機轉(zhuǎn)子初始位置測定41-50
• 4.1 高頻電流注入法轉(zhuǎn)子初始位置測量原理41-44
• 4.2 高頻正弦電壓注入法轉(zhuǎn)子初始位置測量原理44-47
• 4.3 脈沖電壓注入法轉(zhuǎn)子初始位置測量原理47-50
• 第五章 永磁同步電機控制器硬件電路設(shè)計50-58
• 5.1 系統(tǒng)主功率電路設(shè)計50-55
• 5.1.1 整流電路設(shè)計50-52
• 5.1.2 開關(guān)電源電路設(shè)計52-54
• 5.1.3 逆變電路設(shè)計54-55
• 5.2 采樣電路55-58
• 5.2.1 電流采樣電路55-56
• 5.2.2 電壓采樣電路56-58
• 第六章 永磁同步電機控制器軟件設(shè)計58-66
• 6.1 SVPWM算法實現(xiàn)59-60
• 6.2 永磁同步電機定子電阻參數(shù)整定軟件設(shè)計60-61
• 6.3 永磁同步電機定子電感參數(shù)整定軟件設(shè)計61-62
• 6.4 永磁同步電機轉(zhuǎn)子位置測定軟件設(shè)計62-66
• 第七章 永磁同步電機參數(shù)整定實驗結(jié)果66-71
• 7.1 永磁同步電機定子電阻參數(shù)整定結(jié)果66-67
• 7.2 永磁同步電機定子電感參數(shù)整定結(jié)果67-69
• 7.3 永磁同步電機轉(zhuǎn)子位置測定結(jié)果69-71
• 總結(jié)與展望71-73
• 參考文獻73-76
• 發(fā)表文章76-77
• 附錄1 單端反激式開關(guān)電源實物圖77-78
• 致謝78-79

【共引文獻】

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本文編號：623679