【摘要】：混合勵磁同步電機(jī)是一種新型復(fù)合式結(jié)構(gòu)電機(jī),具有調(diào)速范圍寬、帶載能力強(qiáng)、運(yùn)行效率高等優(yōu)點(diǎn),特別適用于高精度、高可靠性的交流調(diào)速系統(tǒng)。但是混合勵磁同步電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)是高階、非線性、強(qiáng)耦合的,其電磁轉(zhuǎn)矩與電樞電流的d軸分量、q軸分量以及勵磁電流間呈非線性關(guān)系且各電流間互相耦合。因此,研究如何優(yōu)化配置電樞電流與勵磁電流以及實(shí)現(xiàn)電流的解耦合,對于提高混合勵磁同步電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的控制性能具有非常重要的意義。首先,對比研究了以額定轉(zhuǎn)速作為弱磁基速的幾種電流分配算法,得出低速區(qū)采用id=0-銅耗最小控制算法、高速區(qū)采用銅耗最小弱磁控制算法的電流分配算法控制簡單、可以實(shí)現(xiàn)全調(diào)速范圍內(nèi)銅耗最小這一結(jié)論。針對以額定轉(zhuǎn)速作為弱磁基速的電流分配算法不能充分利用逆變器輸出電壓的問題,提出基于電壓閉環(huán)反饋的銅耗最小電流分配算法。仿真實(shí)驗(yàn)表明:應(yīng)用基于電壓閉環(huán)反饋的銅耗最小電流分配算法的系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)全速度范圍內(nèi)速度、電流的準(zhǔn)確跟蹤,且拓寬了電機(jī)調(diào)速范圍、提高了逆變器輸出電壓利用率。其次,針對混合勵磁同步電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)中各電流分量與轉(zhuǎn)速間的非線性耦合問題,設(shè)計(jì)了電壓前饋控制器和輸入-輸出反饋線性化控制器。仿真實(shí)驗(yàn)表明:與傳統(tǒng)PI控制算法相比,電壓前饋控制算法和輸入輸出反饋線性化控制算法均實(shí)現(xiàn)了電流解耦,提高了系統(tǒng)的控制性能,電壓前饋控制算法提高系統(tǒng)響應(yīng)速度的能力優(yōu)于反饋線性化控制算法,但穩(wěn)態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)矩脈動和電流脈動不如反饋線性化控制算法降低的明顯。最后,為進(jìn)一步提高輸入輸出反饋線性化控制器的動態(tài)響應(yīng)性能,采用滑�？刂破鲗怦詈蟮木�性子系統(tǒng)進(jìn)行再設(shè)計(jì)。針對傳統(tǒng)指數(shù)趨近律存在切換函數(shù)會帶來高頻抖振的問題,提出將終端吸引子引入指數(shù)趨近律的混合趨近律,并基于該混合趨近律設(shè)計(jì)了滑�？刂破�。仿真實(shí)驗(yàn)表明:設(shè)計(jì)的反饋線性化解耦滑�？刂破鬟M(jìn)一步提高了系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)性能,驗(yàn)證了所提控制算法正確、有效。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2020
【分類號】：TM341
【圖文】：

2HESM數(shù)學(xué)模型及調(diào)速控制系統(tǒng)輸出性能研究72HESM數(shù)學(xué)模型及調(diào)速控制系統(tǒng)輸出性能研究本章首先在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下建立了HESM的數(shù)學(xué)模型，然后基于該數(shù)學(xué)模型搭建了混合勵磁同步電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)仿真模型，最后對混合勵磁同步電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的輸出特性進(jìn)行了仿真分析，為后面電流優(yōu)化控制策略的研究提供理論依據(jù)。2.1HESM數(shù)學(xué)模型的建立本文以并聯(lián)磁勢轉(zhuǎn)子磁極分割型混合勵磁同步電機(jī)為研究對象[50]，建立HESM的數(shù)學(xué)模型。電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-1所示：圖2-1并聯(lián)磁勢轉(zhuǎn)子磁極分割型混合勵磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2-1StructureDiagramofAxialRotorMagneticPoleSplitHESM為了建立HESM的數(shù)學(xué)模型，需作如下假設(shè)：（1）三相定子繞組對稱分布，電樞繞組和勵磁繞組產(chǎn)生的氣隙磁場呈正弦分布；（2）永磁體和勵磁繞組產(chǎn)生的磁通同相位；（3）各功率器件均為理想開關(guān)；（4）忽略電機(jī)中磁滯損耗和渦流效應(yīng)的影響�；谌囔o止坐標(biāo)系（abc坐標(biāo)系）建立的HESM數(shù)學(xué)模型是與轉(zhuǎn)子瞬時(shí)位置有關(guān)的時(shí)變微分方程，雖然物理概念清晰，但是計(jì)算復(fù)雜，且不易分析系統(tǒng)的輸出特性。矢量控制是將三相靜止坐標(biāo)系下的物理量（電機(jī)的電壓、電流、磁鏈等）分解到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（dq坐標(biāo)系），然后對分解后的各分量進(jìn)行單獨(dú)控制，以達(dá)到與直流電機(jī)相類似的控制性能。HESM在dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型如圖2-2所示：
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本文編號：2868191