三級式同步電機(jī)起動控制策略研究
發(fā)布時間:2022-07-14 15:37
三級式同步電機(jī)因?yàn)榫哂锌煽啃愿摺⒈阌诰S護(hù)以及容易實(shí)現(xiàn)起動發(fā)電雙功能的優(yōu)點(diǎn),在航空電源系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。當(dāng)三級式電機(jī)運(yùn)行于起動狀態(tài)時,為了確保能平穩(wěn)地起動航空發(fā)動機(jī)至脫開轉(zhuǎn)速,必須選擇合適的主勵磁機(jī)勵磁方式以及主發(fā)電機(jī)起動控制方式;谏鲜銮闆r,本文對三級式同步電機(jī)起動控制策略以及低速階段主發(fā)電機(jī)電樞電流諧波抑制策略進(jìn)行了研究。本文首先介紹了三級式同步電機(jī)的結(jié)構(gòu),建立了主發(fā)電機(jī)和主勵磁機(jī)的數(shù)學(xué)模型,詳細(xì)說明了三級式同步電機(jī)起動控制原理,通過仿真分析得出適合本文樣機(jī)的最佳的勵磁方式和起動控制方式。其次,本文建立了三級式同步電機(jī)在起動階段的小信號模型,分析了LC濾波器對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響,從而設(shè)計最優(yōu)的電流環(huán)和轉(zhuǎn)速環(huán)閉環(huán)參數(shù),并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上,分析了逆變器死區(qū)效應(yīng)對起動低速階段主發(fā)電機(jī)電流諧波的影響,通過理論及仿真驗(yàn)證了所提出的變開關(guān)頻率控制策略的有效性。再次,構(gòu)建了DSP和FPGA為控制核心的起動控制器,介紹了系統(tǒng)硬件電路,包括主功率電路,調(diào)理電路以及數(shù)字電路的設(shè)計,然后以軟件流程圖的方式說明了DSP和FPGA的程序設(shè)計思想。最后,基于實(shí)驗(yàn)室已有的系統(tǒng)測試平臺,進(jìn)行了LC濾...
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
注釋表
第一章 緒論
1.1 交流電氣系統(tǒng)概述
1.2 三級式同步電機(jī)起動控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
1.2.1 勵磁方式的研究現(xiàn)狀
1.2.2 起動控制方式的研究現(xiàn)狀
1.2.3 電流諧波的研究現(xiàn)狀
1.3 課題主要研究內(nèi)容
第二章 三級式同步電機(jī)起動控制系統(tǒng)工作原理
2.1 引言
2.2 三級式同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型
2.2.1 主發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型
2.2.2 主勵磁機(jī)的數(shù)學(xué)模型
2.3 三級式同步電機(jī)的起動原理
2.3.1 勵磁方法
2.3.2 起動控制
2.4 本章小結(jié)
第三章 帶LC濾波器的三級式同步電機(jī)起動控制系統(tǒng)的小信號建模與仿真
3.1 引言
3.2 LC濾波器設(shè)計
3.3 三級式同步電機(jī)起動控制系統(tǒng)的小信號建模
3.3.1 主發(fā)電機(jī)和LC濾波器模型
3.3.2 電流環(huán)模型
3.3.3 速度環(huán)模型
3.4 三級式同步電機(jī)起動控制系統(tǒng)的仿真
3.4.1 LC濾波器仿真
3.4.2 雙閉環(huán)仿真
3.4.3 起動控制仿真
3.5 本章小結(jié)
第四章 三級式同步電機(jī)起動低速階段電流諧波抑制方法
4.1 引言
4.2 逆變器死區(qū)效應(yīng)分析
4.3 變開關(guān)頻率控制策略分析
4.4 變開關(guān)頻率控制策略仿真
4.5 本章小結(jié)
第五章 三級式同步電機(jī)起動控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計
5.1 引言
5.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
5.2.1 主功率電路
5.2.2 電源板
5.2.3 調(diào)理板
5.2.4 微機(jī)板
5.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
5.3.1 DSP軟件設(shè)計
5.3.2 FPGA軟件設(shè)計
5.4 本章小結(jié)
第六章 三級式同步電機(jī)起動控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究
6.1 引言
6.2 系統(tǒng)測試平臺
6.3 LC濾波器實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
6.4 低速階段電流諧波抑制實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
6.5 起動控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
6.6 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 工作總結(jié)
7.2 需進(jìn)一步研究的工作
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于航空高壓直流電源系統(tǒng)的永磁同步電機(jī)起動發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計[J]. 李巖,蘇學(xué)軍,李運(yùn). 電機(jī)與控制應(yīng)用. 2017(01)
[2]一種三級式同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動抑制方法[J]. 馬鵬,劉衛(wèi)國,毛帥,駱光照. 電機(jī)與控制學(xué)報. 2015(11)
[3]開關(guān)磁阻電機(jī)起動/發(fā)電狀態(tài)切換控制策略研究[J]. 劉勇智,周政,盛增津,范冰潔,宋金龍. 電機(jī)與控制學(xué)報. 2015(10)
[4]一種三級式電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置估計技術(shù)[J]. 彭紀(jì)昌,劉衛(wèi)國,馬鵬,毛帥. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2015(19)
[5]三級式同步電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置在線檢測方法[J]. 馬鵬,劉衛(wèi)國,彭紀(jì)昌,毛帥,駱光照. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2015(18)
[6]混合勵磁同步電機(jī)及其控制技術(shù)綜述和新進(jìn)展[J]. 趙紀(jì)龍,林明耀,付興賀,黃允凱,徐妲. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2014(33)
[7]一種三級式同步電機(jī)起動過程勵磁控制方法[J]. 馬鵬,劉衛(wèi)國,毛帥,彭紀(jì)昌,駱光照. 電機(jī)與控制學(xué)報. 2014(10)
[8]自起動永磁同步電機(jī)起動過程退磁磁場的計算與分析[J]. 盧偉甫,劉明基,羅應(yīng)立,張健. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2011(15)
[9]Back-to-Back雙三電平電勵磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)[J]. 譚國俊,吳軒欽,李浩,景巍,柳萌. 電工技術(shù)學(xué)報. 2011(03)
[10]基于有效值檢測的航空變頻交流發(fā)電機(jī)調(diào)壓技術(shù)[J]. 楊善水,張旭明,張卓然,周波. 南京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2010(06)
博士論文
[1]電勵磁雙凸極起動/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)特性研究[D]. 魏佳丹.南京航空航天大學(xué) 2009
[2]飛機(jī)無刷直流起動/發(fā)電系統(tǒng)的研究[D]. 戴衛(wèi)力.南京航空航天大學(xué) 2008
[3]電勵磁同步電動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制理論研究及實(shí)踐[D]. 周揚(yáng)忠.南京航空航天大學(xué) 2007
碩士論文
[1]高頻注入法PMSM無傳感器矢量控制的研究[D]. 張仕平.湖南大學(xué) 2013
[2]三級式同步電機(jī)的起動控制策略研究[D]. 楊溢煒.南京航空航天大學(xué) 2013
[3]基于DSP的全數(shù)字同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的研制[D]. 裴樂.華中科技大學(xué) 2008
[4]旋轉(zhuǎn)整流器式航空同步電機(jī)起動控制的研究[D]. 曹遠(yuǎn)志.南京航空航天大學(xué) 2007
[5]基于EKF的永磁同步電機(jī)無傳感器矢量控制系統(tǒng)研究[D]. 石會.南京航空航天大學(xué) 2007
[6]電磁式無刷交流同步電機(jī)起動發(fā)電過程的仿真與實(shí)現(xiàn)[D]. 胡春玉.南京航空航天大學(xué) 2005
[7]電磁式無刷交流同步電機(jī)新型起動方案研究[D]. 顧毅康.南京航空航天大學(xué) 2002
本文編號:3661407
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
注釋表
第一章 緒論
1.1 交流電氣系統(tǒng)概述
1.2 三級式同步電機(jī)起動控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
1.2.1 勵磁方式的研究現(xiàn)狀
1.2.2 起動控制方式的研究現(xiàn)狀
1.2.3 電流諧波的研究現(xiàn)狀
1.3 課題主要研究內(nèi)容
第二章 三級式同步電機(jī)起動控制系統(tǒng)工作原理
2.1 引言
2.2 三級式同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型
2.2.1 主發(fā)電機(jī)的數(shù)學(xué)模型
2.2.2 主勵磁機(jī)的數(shù)學(xué)模型
2.3 三級式同步電機(jī)的起動原理
2.3.1 勵磁方法
2.3.2 起動控制
2.4 本章小結(jié)
第三章 帶LC濾波器的三級式同步電機(jī)起動控制系統(tǒng)的小信號建模與仿真
3.1 引言
3.2 LC濾波器設(shè)計
3.3 三級式同步電機(jī)起動控制系統(tǒng)的小信號建模
3.3.1 主發(fā)電機(jī)和LC濾波器模型
3.3.2 電流環(huán)模型
3.3.3 速度環(huán)模型
3.4 三級式同步電機(jī)起動控制系統(tǒng)的仿真
3.4.1 LC濾波器仿真
3.4.2 雙閉環(huán)仿真
3.4.3 起動控制仿真
3.5 本章小結(jié)
第四章 三級式同步電機(jī)起動低速階段電流諧波抑制方法
4.1 引言
4.2 逆變器死區(qū)效應(yīng)分析
4.3 變開關(guān)頻率控制策略分析
4.4 變開關(guān)頻率控制策略仿真
4.5 本章小結(jié)
第五章 三級式同步電機(jī)起動控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計
5.1 引言
5.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計
5.2.1 主功率電路
5.2.2 電源板
5.2.3 調(diào)理板
5.2.4 微機(jī)板
5.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
5.3.1 DSP軟件設(shè)計
5.3.2 FPGA軟件設(shè)計
5.4 本章小結(jié)
第六章 三級式同步電機(jī)起動控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究
6.1 引言
6.2 系統(tǒng)測試平臺
6.3 LC濾波器實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
6.4 低速階段電流諧波抑制實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
6.5 起動控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
6.6 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 工作總結(jié)
7.2 需進(jìn)一步研究的工作
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于航空高壓直流電源系統(tǒng)的永磁同步電機(jī)起動發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計[J]. 李巖,蘇學(xué)軍,李運(yùn). 電機(jī)與控制應(yīng)用. 2017(01)
[2]一種三級式同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動抑制方法[J]. 馬鵬,劉衛(wèi)國,毛帥,駱光照. 電機(jī)與控制學(xué)報. 2015(11)
[3]開關(guān)磁阻電機(jī)起動/發(fā)電狀態(tài)切換控制策略研究[J]. 劉勇智,周政,盛增津,范冰潔,宋金龍. 電機(jī)與控制學(xué)報. 2015(10)
[4]一種三級式電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置估計技術(shù)[J]. 彭紀(jì)昌,劉衛(wèi)國,馬鵬,毛帥. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2015(19)
[5]三級式同步電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置在線檢測方法[J]. 馬鵬,劉衛(wèi)國,彭紀(jì)昌,毛帥,駱光照. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2015(18)
[6]混合勵磁同步電機(jī)及其控制技術(shù)綜述和新進(jìn)展[J]. 趙紀(jì)龍,林明耀,付興賀,黃允凱,徐妲. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2014(33)
[7]一種三級式同步電機(jī)起動過程勵磁控制方法[J]. 馬鵬,劉衛(wèi)國,毛帥,彭紀(jì)昌,駱光照. 電機(jī)與控制學(xué)報. 2014(10)
[8]自起動永磁同步電機(jī)起動過程退磁磁場的計算與分析[J]. 盧偉甫,劉明基,羅應(yīng)立,張健. 中國電機(jī)工程學(xué)報. 2011(15)
[9]Back-to-Back雙三電平電勵磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)[J]. 譚國俊,吳軒欽,李浩,景巍,柳萌. 電工技術(shù)學(xué)報. 2011(03)
[10]基于有效值檢測的航空變頻交流發(fā)電機(jī)調(diào)壓技術(shù)[J]. 楊善水,張旭明,張卓然,周波. 南京航空航天大學(xué)學(xué)報. 2010(06)
博士論文
[1]電勵磁雙凸極起動/發(fā)電機(jī)系統(tǒng)特性研究[D]. 魏佳丹.南京航空航天大學(xué) 2009
[2]飛機(jī)無刷直流起動/發(fā)電系統(tǒng)的研究[D]. 戴衛(wèi)力.南京航空航天大學(xué) 2008
[3]電勵磁同步電動機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制理論研究及實(shí)踐[D]. 周揚(yáng)忠.南京航空航天大學(xué) 2007
碩士論文
[1]高頻注入法PMSM無傳感器矢量控制的研究[D]. 張仕平.湖南大學(xué) 2013
[2]三級式同步電機(jī)的起動控制策略研究[D]. 楊溢煒.南京航空航天大學(xué) 2013
[3]基于DSP的全數(shù)字同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的研制[D]. 裴樂.華中科技大學(xué) 2008
[4]旋轉(zhuǎn)整流器式航空同步電機(jī)起動控制的研究[D]. 曹遠(yuǎn)志.南京航空航天大學(xué) 2007
[5]基于EKF的永磁同步電機(jī)無傳感器矢量控制系統(tǒng)研究[D]. 石會.南京航空航天大學(xué) 2007
[6]電磁式無刷交流同步電機(jī)起動發(fā)電過程的仿真與實(shí)現(xiàn)[D]. 胡春玉.南京航空航天大學(xué) 2005
[7]電磁式無刷交流同步電機(jī)新型起動方案研究[D]. 顧毅康.南京航空航天大學(xué) 2002
本文編號:3661407
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