面向電機模擬器的永磁同步電機模型研究
發(fā)布時間:2021-05-07 12:38
日益嚴重的環(huán)境污染問題與逐漸枯竭的不可再生能源推動著全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,新能源車輛正逐步取代傳統(tǒng)燃油車。作為新能源汽車的關鍵技術之一,驅(qū)動電機控制器開發(fā)過程中的功能測試至關重要。電機模擬器能夠替代電機及其機械負載,用于電機控制器的功率級測試,提高電機控制器的開發(fā)效率。目前,永磁同步電機模擬器中電機模型多采用定參數(shù)模型,忽略了永磁同步電機的變參數(shù)特性對電機參數(shù)的影響,降低了電機模擬器的模擬精度。本文對電機模擬器中基于變參數(shù)特性的永磁同步電機模型進行研究;谟来磐诫姍C的實際運行工況,論文分析了磁飽和與交叉耦合效應、轉(zhuǎn)子磁場諧波效應、損耗與溫升效應的產(chǎn)生原因及其對電機電磁參數(shù)的影響。基于永磁同步電機在兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下的等效電路模型,推導了電機的電壓方程、轉(zhuǎn)矩方程與運動方程,建立了永磁同步電機的數(shù)學模型;陔姍C變參數(shù)特性的分析,建立了定子磁鏈關于電流、轉(zhuǎn)子位置角和定子電阻關于定子繞組溫度的非線性函數(shù),設計了數(shù)值計算方法計算電機損耗,通過電機熱路模型計算定子繞組溫度,建立了永磁同步電機臺架標定獲取定子磁鏈和定子電阻的非線性函數(shù)。將標定與計算所得非線性函數(shù)替代電機數(shù)學模型中的固定參...
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題來源及研究目的和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 電機模擬器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1.2.2 電機模擬器的研究現(xiàn)狀
1.2.3 電機變參數(shù)特性研究現(xiàn)狀
1.2.4 電機模擬器中電機模型的研究現(xiàn)狀
1.2.5 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀小結(jié)
1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 永磁同步電機的變參數(shù)特性研究
2.1 永磁同步電機的磁飽和與交叉耦合效應
2.1.1 磁飽和效應的產(chǎn)生原因
2.1.2 磁飽和效應的影響
2.1.3 交叉耦合效應的產(chǎn)生原因
2.1.4 交叉耦合效應的影響
2.2 永磁同步電機的轉(zhuǎn)子磁場諧波效應
2.2.1 轉(zhuǎn)子磁場諧波的產(chǎn)生原因
2.2.2 轉(zhuǎn)子磁場諧波的影響
2.3 永磁同步電機的損耗與溫升效應
2.3.1 電機損耗的組成
2.3.2 電機損耗與溫升的關系
2.3.3 電機溫升的影響
2.4 本章小結(jié)
第3章 永磁同步電機的變參數(shù)特性建模
3.1 永磁同步電機數(shù)學模型
3.2 飽和特性下的變參數(shù)數(shù)學模型
3.2.1 飽和特性下定子磁鏈函數(shù)的建立
3.2.2 定子磁鏈值的獲取
3.3 諧波特性下的變參數(shù)數(shù)學模型
3.3.1 諧波特性下轉(zhuǎn)子磁鏈函數(shù)的建立
3.3.2 轉(zhuǎn)子磁鏈諧波的獲取
3.4 損耗與溫度特性下的變參數(shù)數(shù)學模型
3.4.1 電機損耗的計算
3.4.2 電機熱路模型的建立
3.4.3 溫度特性下定子電阻函數(shù)的建立
3.4.4 定子電阻值的獲取
3.5 本章小結(jié)
第4章 永磁同步電機變參數(shù)模型仿真驗證
4.1 仿真模型搭建
4.2 電機定參數(shù)模型仿真
4.3 電機變參數(shù)模型仿真
4.3.1 飽和特性仿真
4.3.2 諧波特性仿真
4.3.3 溫度特性仿真
4.4 本章小結(jié)
第5章 永磁同步電機變參數(shù)模型實驗驗證
5.1 實驗平臺搭建
5.2 電機變參數(shù)模型飽和特性驗證
5.3 電機變參數(shù)模型諧波特性驗證
5.4 電機變參數(shù)模型溫度特性驗證
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]考慮磁路飽和的內(nèi)置式永磁同步電機電感參數(shù)旋轉(zhuǎn)辨識算法[J]. 李峰,夏超英. 電工技術學報. 2016(21)
[2]交流電機端口特性的數(shù)字化實現(xiàn)方法[J]. 宋鵬先,李耀華,王平,蘇朝陽. 電工技術學報. 2015(14)
[3]永磁同步電機的熱路分析及熱阻參數(shù)測試[J]. 汪文博,陳陽生. 機電工程. 2014(09)
[4]模擬電機端口特性的電力電子負載系統(tǒng)設計[J]. 黃清軍,孫牧村,鄒旭東,劉良春,熊威. 電力系統(tǒng)自動化. 2014(03)
[5]考慮交叉飽和影響的永磁同步電機穩(wěn)態(tài)參數(shù)有限元分析[J]. 李和明,張健,羅應立,王紅宇,崔學深,豆孝華. 中國電機工程學報. 2012(12)
[6]考慮鐵耗的永磁同步電機數(shù)學模型及仿真[J]. 岳學斌,張漢允. 煤礦機電. 2011(02)
[7]考慮飽和及轉(zhuǎn)子磁場諧波的永磁同步電機模型[J]. 李景燦,廖勇. 中國電機工程學報. 2011(03)
[8]三相電力電子負載并網(wǎng)變換器研究[J]. 吳振興,鄒旭東,黃清軍,張哲宇,鄒云屏. 中國電機工程學報. 2010(24)
[9]三相電壓型SVPWM整流器離散域控制模型的構(gòu)建[J]. 王萬寶,付志紅,蘇向豐,楊臻. 系統(tǒng)仿真學報. 2010(01)
[10]基于PWM技術的功率負荷模擬器[J]. 張炳達,姚劍鋒. 電力電子技術. 2006(04)
博士論文
[1]基于PWM技術的電子負載及其在電力系統(tǒng)動模實驗中的應用[D]. 姜桂秀.天津大學 2010
碩士論文
[1]變頻器三相電子負載系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 劉宣伯.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]永磁同步電機損耗計算及溫度場分析[D]. 尹惠.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[3]永磁同步電機的熱路模型研究[D]. 汪文博.浙江大學 2014
[4]模擬電機特性的電力電子負載研究[D]. 黃清軍.華中科技大學 2012
[5]基于PWM換流器的異步電動機及其負載特性數(shù)字模擬[D]. 陳志博.華中科技大學 2007
本文編號:3173407
【文章來源】:哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題來源及研究目的和意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 電機模擬器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1.2.2 電機模擬器的研究現(xiàn)狀
1.2.3 電機變參數(shù)特性研究現(xiàn)狀
1.2.4 電機模擬器中電機模型的研究現(xiàn)狀
1.2.5 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀小結(jié)
1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 永磁同步電機的變參數(shù)特性研究
2.1 永磁同步電機的磁飽和與交叉耦合效應
2.1.1 磁飽和效應的產(chǎn)生原因
2.1.2 磁飽和效應的影響
2.1.3 交叉耦合效應的產(chǎn)生原因
2.1.4 交叉耦合效應的影響
2.2 永磁同步電機的轉(zhuǎn)子磁場諧波效應
2.2.1 轉(zhuǎn)子磁場諧波的產(chǎn)生原因
2.2.2 轉(zhuǎn)子磁場諧波的影響
2.3 永磁同步電機的損耗與溫升效應
2.3.1 電機損耗的組成
2.3.2 電機損耗與溫升的關系
2.3.3 電機溫升的影響
2.4 本章小結(jié)
第3章 永磁同步電機的變參數(shù)特性建模
3.1 永磁同步電機數(shù)學模型
3.2 飽和特性下的變參數(shù)數(shù)學模型
3.2.1 飽和特性下定子磁鏈函數(shù)的建立
3.2.2 定子磁鏈值的獲取
3.3 諧波特性下的變參數(shù)數(shù)學模型
3.3.1 諧波特性下轉(zhuǎn)子磁鏈函數(shù)的建立
3.3.2 轉(zhuǎn)子磁鏈諧波的獲取
3.4 損耗與溫度特性下的變參數(shù)數(shù)學模型
3.4.1 電機損耗的計算
3.4.2 電機熱路模型的建立
3.4.3 溫度特性下定子電阻函數(shù)的建立
3.4.4 定子電阻值的獲取
3.5 本章小結(jié)
第4章 永磁同步電機變參數(shù)模型仿真驗證
4.1 仿真模型搭建
4.2 電機定參數(shù)模型仿真
4.3 電機變參數(shù)模型仿真
4.3.1 飽和特性仿真
4.3.2 諧波特性仿真
4.3.3 溫度特性仿真
4.4 本章小結(jié)
第5章 永磁同步電機變參數(shù)模型實驗驗證
5.1 實驗平臺搭建
5.2 電機變參數(shù)模型飽和特性驗證
5.3 電機變參數(shù)模型諧波特性驗證
5.4 電機變參數(shù)模型溫度特性驗證
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]考慮磁路飽和的內(nèi)置式永磁同步電機電感參數(shù)旋轉(zhuǎn)辨識算法[J]. 李峰,夏超英. 電工技術學報. 2016(21)
[2]交流電機端口特性的數(shù)字化實現(xiàn)方法[J]. 宋鵬先,李耀華,王平,蘇朝陽. 電工技術學報. 2015(14)
[3]永磁同步電機的熱路分析及熱阻參數(shù)測試[J]. 汪文博,陳陽生. 機電工程. 2014(09)
[4]模擬電機端口特性的電力電子負載系統(tǒng)設計[J]. 黃清軍,孫牧村,鄒旭東,劉良春,熊威. 電力系統(tǒng)自動化. 2014(03)
[5]考慮交叉飽和影響的永磁同步電機穩(wěn)態(tài)參數(shù)有限元分析[J]. 李和明,張健,羅應立,王紅宇,崔學深,豆孝華. 中國電機工程學報. 2012(12)
[6]考慮鐵耗的永磁同步電機數(shù)學模型及仿真[J]. 岳學斌,張漢允. 煤礦機電. 2011(02)
[7]考慮飽和及轉(zhuǎn)子磁場諧波的永磁同步電機模型[J]. 李景燦,廖勇. 中國電機工程學報. 2011(03)
[8]三相電力電子負載并網(wǎng)變換器研究[J]. 吳振興,鄒旭東,黃清軍,張哲宇,鄒云屏. 中國電機工程學報. 2010(24)
[9]三相電壓型SVPWM整流器離散域控制模型的構(gòu)建[J]. 王萬寶,付志紅,蘇向豐,楊臻. 系統(tǒng)仿真學報. 2010(01)
[10]基于PWM技術的功率負荷模擬器[J]. 張炳達,姚劍鋒. 電力電子技術. 2006(04)
博士論文
[1]基于PWM技術的電子負載及其在電力系統(tǒng)動模實驗中的應用[D]. 姜桂秀.天津大學 2010
碩士論文
[1]變頻器三相電子負載系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 劉宣伯.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[2]永磁同步電機損耗計算及溫度場分析[D]. 尹惠.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[3]永磁同步電機的熱路模型研究[D]. 汪文博.浙江大學 2014
[4]模擬電機特性的電力電子負載研究[D]. 黃清軍.華中科技大學 2012
[5]基于PWM換流器的異步電動機及其負載特性數(shù)字模擬[D]. 陳志博.華中科技大學 2007
本文編號:3173407
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