本文關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī)的低成本控制系統(tǒng)研究

  更多相關(guān)文章： 永磁同步電機(jī) 低成本 V/f控制 高效 穩(wěn)定 低分辨率

【摘要】：永磁同步電機(jī)具有高能量密度、高效率、高轉(zhuǎn)矩慣量比的特點(diǎn),同時結(jié)構(gòu)簡單、易于維護(hù)、控制性能優(yōu)越。隨著永磁材料性能的提高以及價格的降低,永磁同步電機(jī)在工業(yè)以及一些家用電器方面的應(yīng)用越來越廣泛。本文針對永磁同步電機(jī)在風(fēng)機(jī)、水泵以及一些要求低成本場合的應(yīng)用,研究了轉(zhuǎn)子無阻尼繞組永磁同步電機(jī)的兩種低成本控制策略即轉(zhuǎn)子位置開環(huán)的高效V/f控制以及基于開關(guān)型霍爾位置傳感器矢量控制的一些關(guān)鍵問題。 首先針對轉(zhuǎn)子位置開環(huán)的V/f控制策略在永磁同步電機(jī)低速運(yùn)行以及轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速突變時易失步、效率低等問題,提出了基于有功、無功功率觀測的電壓向量實(shí)時補(bǔ)償?shù)母倪M(jìn)控制方法。在對V/f控制永磁同步電機(jī)穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)同步電機(jī)運(yùn)行時功率角與轉(zhuǎn)速波動間的聯(lián)系,建立有功功率脈動分量與轉(zhuǎn)速波動量的方程；在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了抑制功率脈動的數(shù)字阻尼環(huán)系統(tǒng),通過修正給定電壓向量的轉(zhuǎn)速提高電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性；同時對電機(jī)的無功功率進(jìn)行實(shí)時觀測,通過與電機(jī)運(yùn)行在單位電流最大轉(zhuǎn)矩情況下的無功功率進(jìn)行比較,控制電壓向量的幅值,實(shí)現(xiàn)永磁同步電機(jī)的高效運(yùn)行。 其次針對基于開關(guān)型霍爾位置傳感器的永磁同步電機(jī)矢量控制提高位置估算精度的問題進(jìn)行了研究。詳細(xì)分析了電機(jī)動態(tài)運(yùn)行狀態(tài)下,電機(jī)霍爾安裝機(jī)械位置對轉(zhuǎn)矩的影響,在此基礎(chǔ)上提出了基于各扇區(qū)時間的最小二乘法線性插值算法。通過對轉(zhuǎn)子位置的精確估算,有效地抑制了由于電機(jī)霍爾安裝機(jī)械位置不準(zhǔn)確帶來的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的脈動,提高電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性。 最后在Matlab/Simulink仿真平臺對上述研究結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)仿真分析的同時,搭建了外轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺,分別對提出的高效V/f控制策略以及基于霍爾傳感器的矢量控制在機(jī)械位置偏差時的控制進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都證明了所研究的控制方法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機(jī) 低成本 V/f控制 高效 穩(wěn)定 低分辨率
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM341
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目錄7-10
• 第一章 緒論10-24
• 1.1 永磁同步電機(jī)發(fā)展概況10-11
• 1.2 永磁同步電機(jī)的控制策略簡介11-13
• 1.3 永磁同步電機(jī)低成本控制系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.3.1 帶位置閉環(huán)的矢量控制研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3.2 轉(zhuǎn)子位置開環(huán)的V/f控制算法研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4 本文的研究背景及意義18-19
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容19-20
• 參考文獻(xiàn)20-24
• 第二章 永磁同步電機(jī)高效V/f控制研究24-58
• 2.1 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型及其空間矢量調(diào)制技術(shù)24-31
• 2.1.1 永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型24-28
• 2.1.2 永磁同步電機(jī)的空間矢量調(diào)制技術(shù)28-31
• 2.2 永磁同步電機(jī)的基本V/f控制31-35
• 2.2.1 永磁同步電機(jī)V/f控制的基本理論31-33
• 2.2.2 V/f控制中轉(zhuǎn)子初始位置定位33-35
• 2.3 基于有功功率觀測的V/f控制穩(wěn)定阻尼環(huán)的設(shè)計分析35-39
• 2.4 基于無功功率觀測的V/f高效控制策略分析39-43
• 2.4.1 V/f控制中的電壓給定39-40
• 2.4.2 V/f高效控制的電壓調(diào)整40-43
• 2.5 永磁同步電機(jī)V/f高效控制的仿真研究43-56
• 2.5.1 V/f控制策略的仿真研究43-47
• 2.5.2 仿真結(jié)果分析47-56
• 2.6 本章小結(jié)56-57
• 參考文獻(xiàn)57-58
• 第三章 永磁同步電機(jī)低分辨率位置傳感器的位置估算研究58-76
• 3.1 低分辨率位置傳感器的測速及通用的位置估算方法58-61
• 3.2 基于霍爾位置出現(xiàn)偏差時的位置估算方法61-63
• 3.3 對于霍爾區(qū)間邊界的轉(zhuǎn)子位置校正算法63-65
• 3.4 基于低分辨率位置傳感器的電機(jī)矢量控制系統(tǒng)65-66
• 3.5 基于低分辨率傳感器的矢量控制仿真分析66-73
• 3.5.1 仿真模塊的搭建66-68
• 3.5.2 仿真結(jié)果的分析68-73
• 3.6 本章小結(jié)73-74
• 參考文獻(xiàn)74-76
• 第四章 低成本永磁同步電機(jī)控制的實(shí)驗(yàn)研究76-92
• 4.1 實(shí)驗(yàn)平臺的硬件構(gòu)成76-82
• 4.1.1 主控芯片PSoC5 CY8C5868LP的介紹77-79
• 4.1.2 外圍控制電路79-82
• 4.2 高效V/f控制策略的實(shí)驗(yàn)研究82-87
• 4.2.1 高效V/f控制的軟件流程82-84
• 4.2.2 高效V/f控制的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析84-87
• 4.3 基于低分辨率位置傳感器的永磁同步電機(jī)矢量控制實(shí)驗(yàn)研究87-90
• 4.3.1 低分辨率永磁同步電機(jī)矢量控制的軟件流程88
• 4.3.2 基于低分辨率位置傳感器矢量控制的實(shí)驗(yàn)結(jié)果88-90
• 4.4 本章小結(jié)90-92
• 第五章 總結(jié)與展望92-94
• 5.1 全文總結(jié)92-93
• 5.2 今后工作展望93-94
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果94

【參考文獻(xiàn)】

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

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本文編號：888153