船舶永磁同步电机全速度范围无位置传感器控制研究
发布时间：2022-01-09 23:35
随着船舶大功率交流调速系统的进步与电力电子技术的发展,以及人类环境保护意识的提高,电力推进船舶在进入二十一世纪后得到了快速的发展,本文以船舶永磁同步电机无位置传感器控制为研究课题,对全速度范围无位置传感器控制技术进行了研究。本文首先分析了永磁同步电机结构并建立了不同坐标系下的数学模型,并对其控制策略与无位置传感器控制技术进行了研究,探讨了不同控制算法的优缺点。其次针对反电动势积分法在实际应用中受到电流采样及逆变器非线性的影响导致积分漂移的问题,提出了一种带补偿的低通滤波器替代积分结构的改进反电动势积分算法,有效地解决了积分漂移问题。针对反电动势积分法在零低速无法使用的问题,采用I/F控制算法实现零低速无位置传感器控制,并对转子预定位算法进行了研究,提高了 I/F控制在启动时的带载能力。接下来分析了反电动势积分法与I/F控制算法的切换问题,利用电机转矩功角自平衡特性设计了一种稳定的过渡方法。借助Matlab/Simulink对全速度范围无位置传感器控制进行了仿真建模,验证了算法的有效性。在此基础上详细分析了电机电阻及电感参数的变化原因以及对无位置传感器控制算法的影响,并研究了电机参数静态...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１永磁电机转子结构??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｒｏｔｏｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＰＭＳＭ??图２．１（ａ）为表贴式永磁同步电机，永磁体安装在转子铁芯表面，永磁体产生的??
?子表面，其结构强度受到一定限制，一般不适用于高转速运行场合，通常转速在??３０００ｒ／ｍｉｎ以内，表贴式永磁同步电机交直轴电感差异很小。图２．１（ｂ）为表面嵌入??式永磁同步电机，与表贴式不同之处在于永磁体嵌入到铁芯凹槽之中与铁芯组成??圆柱体，在机械强度上要大于表贴式永磁电机。图２．１（ｃ）与（ｄ）是两种内置式永磁同??步电机，区别在于永磁体一个是沿着径向排布另一类沿周向排布，内置式永磁同??步电机机械结构可靠，通常应用在较高转速场合。??２．?２永磁同步电机数学模型??永磁同步电机具有非线性、强耦合的特点，为了简化其数学模型，通常通过??坐标变换的形式从三相固定坐标系投影到两相旋转坐标系，使得原电机模型中的??部分变量解耦，降低了数学模型的复杂程度，能够适应新的控制方式。??在建立三相永磁同步电机数学模型时通常需要做出一些假设［２５］：??（１）
?子表面，其结构强度受到一定限制，一般不适用于高转速运行场合，通常转速在??３０００ｒ／ｍｉｎ以内，表贴式永磁同步电机交直轴电感差异很小。图２．１（ｂ）为表面嵌入??式永磁同步电机，与表贴式不同之处在于永磁体嵌入到铁芯凹槽之中与铁芯组成??圆柱体，在机械强度上要大于表贴式永磁电机。图２．１（ｃ）与（ｄ）是两种内置式永磁同??步电机，区别在于永磁体一个是沿着径向排布另一类沿周向排布，内置式永磁同??步电机机械结构可靠，通常应用在较高转速场合。??２．?２永磁同步电机数学模型??永磁同步电机具有非线性、强耦合的特点，为了简化其数学模型，通常通过??坐标变换的形式从三相固定坐标系投影到两相旋转坐标系，使得原电机模型中的??部分变量解耦，降低了数学模型的复杂程度，能够适应新的控制方式。??在建立三相永磁同步电机数学模型时通常需要做出一些假设［２５］：??（１）
【参考文献】：
期刊论文
[1]IF控制结合滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器复合控制策略[J]. 刘计龙,肖飞,麦志勤,高山,余锡文. 电工技术学报. 2018(04)
[2]永磁同步电机无位置传感器控制技术研究综述[J]. 刘计龙,肖飞,沈洋,麦志勤,李超然. 电工技术学报. 2017(16)
[3]永磁同步电机全速范围无速度传感器控制[J]. 胡庆波,孙春媛. 电机与控制学报. 2016(09)
[4]永磁同步电机无传感器控制及其启动策略[J]. 张耀中,黄进,康敏. 电机与控制学报. 2015(10)
[5]新型磁链观测算法及其在永磁同步电机无位置传感器控制中的应用[J]. 李彪,李黎川. 西安交通大学学报. 2015(11)
[6]永磁同步电机参数辨识研究综述[J]. 李红梅,陈涛. 电子测量与仪器学报. 2015(05)
[7]表贴式永磁同步电机的多参数在线辨识[J]. 杨宗军,王莉娜. 电工技术学报. 2014(03)
[8]永磁同步电机电感参数测量系统的设计与分析[J]. 曹艳玲,文彦东. 微电机. 2013(12)
[9]带通滤波器法电压积分型定子磁链观测器[J]. 李红,罗裕,韩邦成,陈彦鹏. 电机与控制学报. 2013(09)
[10]电力推进科考船总体设计要点综述[J]. 吴刚. 船舶与海洋工程. 2013(03)
博士论文
[1]永磁同步电机全速度范围无位置传感器控制策略研究[D]. 王子辉.浙江大学 2012
[2]永磁同步电机无位置传感器运行控制技术研究[D]. 李冉.浙江大学 2012
[3]基于扩展卡尔曼滤波的无位置传感器PMSM系统研究[D]. 李波.哈尔滨工业大学 2007
[4]基于电力电子系统集成概念的PMSM无传感器控制研究[D]. 秦峰.浙江大学 2006
[5]高性能永磁同步电机直接转矩控制[D]. 孙丹.浙江大学 2004
[6]无位置传感器同步电机直接转矩控制理论研究与实践[D]. 田淳.南京航空航天大学 2002
硕士论文
[1]永磁同步电机无位置传感器控制研究[D]. 姜瑞.哈尔滨工业大学 2015
[2]永磁同步电机无位置传感器矢量控制系统的研究[D]. 张耀中.浙江大学 2015
本文编号：3579646
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１永磁电机转子结构??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｒｏｔｏｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＰＭＳＭ??图２．１（ａ）为表贴式永磁同步电机，永磁体安装在转子铁芯表面，永磁体产生的??
?子表面，其结构强度受到一定限制，一般不适用于高转速运行场合，通常转速在??３０００ｒ／ｍｉｎ以内，表贴式永磁同步电机交直轴电感差异很小。图２．１（ｂ）为表面嵌入??式永磁同步电机，与表贴式不同之处在于永磁体嵌入到铁芯凹槽之中与铁芯组成??圆柱体，在机械强度上要大于表贴式永磁电机。图２．１（ｃ）与（ｄ）是两种内置式永磁同??步电机，区别在于永磁体一个是沿着径向排布另一类沿周向排布，内置式永磁同??步电机机械结构可靠，通常应用在较高转速场合。??２．?２永磁同步电机数学模型??永磁同步电机具有非线性、强耦合的特点，为了简化其数学模型，通常通过??坐标变换的形式从三相固定坐标系投影到两相旋转坐标系，使得原电机模型中的??部分变量解耦，降低了数学模型的复杂程度，能够适应新的控制方式。??在建立三相永磁同步电机数学模型时通常需要做出一些假设［２５］：??（１）
?子表面，其结构强度受到一定限制，一般不适用于高转速运行场合，通常转速在??３０００ｒ／ｍｉｎ以内，表贴式永磁同步电机交直轴电感差异很小。图２．１（ｂ）为表面嵌入??式永磁同步电机，与表贴式不同之处在于永磁体嵌入到铁芯凹槽之中与铁芯组成??圆柱体，在机械强度上要大于表贴式永磁电机。图２．１（ｃ）与（ｄ）是两种内置式永磁同??步电机，区别在于永磁体一个是沿着径向排布另一类沿周向排布，内置式永磁同??步电机机械结构可靠，通常应用在较高转速场合。??２．?２永磁同步电机数学模型??永磁同步电机具有非线性、强耦合的特点，为了简化其数学模型，通常通过??坐标变换的形式从三相固定坐标系投影到两相旋转坐标系，使得原电机模型中的??部分变量解耦，降低了数学模型的复杂程度，能够适应新的控制方式。??在建立三相永磁同步电机数学模型时通常需要做出一些假设［２５］：??（１）
【参考文献】：
期刊论文
[1]IF控制结合滑模观测器的永磁同步电机无位置传感器复合控制策略[J]. 刘计龙,肖飞,麦志勤,高山,余锡文. 电工技术学报. 2018(04)
[2]永磁同步电机无位置传感器控制技术研究综述[J]. 刘计龙,肖飞,沈洋,麦志勤,李超然. 电工技术学报. 2017(16)
[3]永磁同步电机全速范围无速度传感器控制[J]. 胡庆波,孙春媛. 电机与控制学报. 2016(09)
[4]永磁同步电机无传感器控制及其启动策略[J]. 张耀中,黄进,康敏. 电机与控制学报. 2015(10)
[5]新型磁链观测算法及其在永磁同步电机无位置传感器控制中的应用[J]. 李彪,李黎川. 西安交通大学学报. 2015(11)
[6]永磁同步电机参数辨识研究综述[J]. 李红梅,陈涛. 电子测量与仪器学报. 2015(05)
[7]表贴式永磁同步电机的多参数在线辨识[J]. 杨宗军,王莉娜. 电工技术学报. 2014(03)
[8]永磁同步电机电感参数测量系统的设计与分析[J]. 曹艳玲,文彦东. 微电机. 2013(12)
[9]带通滤波器法电压积分型定子磁链观测器[J]. 李红,罗裕,韩邦成,陈彦鹏. 电机与控制学报. 2013(09)
[10]电力推进科考船总体设计要点综述[J]. 吴刚. 船舶与海洋工程. 2013(03)
博士论文
[1]永磁同步电机全速度范围无位置传感器控制策略研究[D]. 王子辉.浙江大学 2012
[2]永磁同步电机无位置传感器运行控制技术研究[D]. 李冉.浙江大学 2012
[3]基于扩展卡尔曼滤波的无位置传感器PMSM系统研究[D]. 李波.哈尔滨工业大学 2007
[4]基于电力电子系统集成概念的PMSM无传感器控制研究[D]. 秦峰.浙江大学 2006
[5]高性能永磁同步电机直接转矩控制[D]. 孙丹.浙江大学 2004
[6]无位置传感器同步电机直接转矩控制理论研究与实践[D]. 田淳.南京航空航天大学 2002
硕士论文
[1]永磁同步电机无位置传感器控制研究[D]. 姜瑞.哈尔滨工业大学 2015
[2]永磁同步电机无位置传感器矢量控制系统的研究[D]. 张耀中.浙江大学 2015
本文编号：3579646
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