当前位置:主页 > 科技论文 > 电气论文 >

永磁同步电动机弱磁扩速控制策略研究

发布时间:2019-05-15 01:06
【摘要】:近年来,随着永磁材料的不断发展、电力电子技术的不断进步和交流电机控制理论的突破,永磁同步电动机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)在航空航天、数控机床电主轴、高速铁路和电动汽车等领域得到了越来越广泛的应用。随着PMSM应用领域的扩大,对其性能的要求也越来越高。不仅要求能在低速输出大转矩,还要求能在高速恒功率运行。因为永磁同步电动机的转子永磁体磁链无法改变,受逆变器输出电压的限制,电动机转速达到基速(转折速度)时便无法再提升转速,需要采取弱磁扩速的方法扩大其转速范围。对于表贴式永磁同步电动机,因为其交直轴电感相对内嵌式PMSM要小,弱磁更加困难,有必要对其弱磁扩速进行研究。首先,本文针对表贴式永磁同步电动机,在分析弱磁扩速原理的基础上,研究了超前角弱磁扩速和电压外环弱磁扩速两种控制策略,并利用SVPWM过调制方法提高逆变器母线电压利用率以进一步扩速,利用陷波器改善了因过调制引起弱磁阶段速度控制能力下降的问题。其次,针对永磁同步电动机弱磁阶段高速运行时交直轴电流交叉耦合现象,提出了考虑控制延时的基于复矢量的电流环解耦控制策略。并针对此解耦方法引起的瞬态过程电流振荡现象,提出了基于单d轴虚拟电阻的补偿方法。最后,采用上述方法,分别在Simulink仿真平台和dSPACE实验平台上对永磁同步电动机进行了弱磁扩速仿真和实验研究,仿真和实验结果验证了上述方法的正确性和有效性。
[Abstract]:In recent years, with the continuous development of permanent magnet materials, the continuous progress of power electronics technology and the breakthrough of AC motor control theory, permanent magnet synchronous motor (permanent magnet synchronous motor,PMSM) is used in aerospace and CNC machine tools. High-speed railway and electric vehicles have been more and more widely used. With the expansion of PMSM application field, the requirements for its performance are getting higher and higher. It is required not only to output large torque at low speed, but also to run at high speed and constant power. Because the rotor permanent magnet flux of the permanent magnet synchronous motor can not be changed, due to the limitation of the output voltage of the inverter, the speed of the motor can no longer be increased when the speed reaches the base speed (turning speed). It is necessary to expand the speed range of the speed by using the method of weak magnetic expansion. For the meter-mounted permanent magnet synchronous motor (PMSM), because its AC-DC inductance is smaller than the embedded PMSM, it is more difficult to weaken the magnetic field, so it is necessary to study its weak magnetic expansion speed. First of all, based on the analysis of the principle of weak magnetic expansion, this paper studies two control strategies: weak magnetic expansion at lead angle and weak magnetic expansion in voltage outer loop for meter-mounted permanent magnet synchronous motor (PMSM). The SVPWM overmodulation method is used to improve the bus voltage utilization ratio of the inverter to further expand the speed, and the notch filter is used to improve the speed control ability of the weak magnetic phase caused by overmodulation. Secondly, aiming at the phenomenon of AC / DC axis current cross-coupling in low magnetic phase of permanent magnet synchronous motor (PMSM) at high speed, a current loop decoupling control strategy based on complex vector considering control delay is proposed. Aiming at the transient process current oscillation caused by this decoupling method, a compensation method based on single d-axis virtual resistance is proposed. Finally, the weak magnetic speed expansion simulation and experimental research of permanent magnet synchronous motor (PMSM) are carried out on Simulink simulation platform and dSPACE experimental platform, respectively. The simulation and experimental results verify the correctness and effectiveness of the above method.
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM341

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 张波,李忠,毛宗源,庞敏熙;一类永磁同步电动机混沌模型与霍夫分叉[J];中国电机工程学报;2001年09期

2 江慧;永磁同步电动机[J];变流技术与电力牵引;2001年06期

3 张卓,李忠;永磁同步电动机混沌系统的反控制[J];暨南大学学报(自然科学与医学版);2001年03期

4 张卓,李忠,任平;永磁同步电动机中的混沌现象[J];模糊系统与数学;2001年02期

5 熊浩,李新华,周克定;单相永磁同步电动机的建模与仿真[J];微特电机;2002年02期

6 熊浩,李新华;单相永磁同步电动机的变频调速研究[J];微特电机;2002年04期

7 陈宇华,杨宪忠;日本永磁同步电动机的最新动态[J];防爆电机;2002年03期

8 张波,李忠,毛宗源;永磁同步电动机的混沌特性及其反混沌控制[J];控制理论与应用;2002年04期

9 王步来,顾伟;内置式永磁同步电动机经验设计[J];微电机(伺服技术);2005年05期

10 张金柱;;永磁同步电动机在混合动力汽车上的应用[J];轻型汽车技术;2005年06期

相关会议论文 前10条

1 吴茂刚;赵荣祥;;新型混合式高精度永磁同步电动机速度调节方法[A];2009中国控制与决策会议论文集(1)[C];2009年

2 钟技;周扬忠;陈道炼;;永磁同步电动机直接转矩全数字控制硬件系统设计研究[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年

3 武玉强;马新;宗广灯;;永磁同步电动机系统的有限时间跟踪控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年

4 马亚青;侯雪川;邹艳;田德文;姜茹;;车辆电驱动系统中永磁同步电动机控制特性分析[A];全国冶金自动化信息网2013年会论文集[C];2013年

5 杨霞;杨波;杜继光;;永磁同步电动机矢量控制系统设计[A];第十三届中国小电机技术研讨会论文集[C];2008年

6 陆克山;于松义;;浅析稀土永磁同步电动机在机械采油系统中的应用[A];2010江苏省“能源计量与节能减排”论坛论文集[C];2010年

7 曹志彤;璩立强;;模型参考自适应控制永磁同步电动机系统的模拟研究[A];1991年控制理论及其应用年会论文集(下)[C];1991年

8 仇志坚;邓智泉;王晓琳;;基于电压-电流模型的无轴承永磁同步电动机悬浮子系统独立控制研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年

9 肖红军;李先祥;黄道平;;永磁同步电动机的三电平直接转矩控制[A];全国冶金企业计控网络化研讨会论文集[C];2003年

10 刘新华;江建中;柏成立;龚宇;;基于场路耦合的异步起动永磁同步电动机计算方法[A];第十届中国小电机技术研讨会论文集[C];2005年

相关重要报纸文章 前7条

1 驻太仓首席记者 徐允上;太仓诞生首台永磁同步电动机[N];苏州日报;2009年

2 记者 王蕾;高效高压永磁同步电动机在我省研制成功[N];山西经济日报;2012年

3 刘文硕;高效永磁同步电机降低设备电力损耗[N];中国纺织报;2007年

4 刘文硕;永磁同步电机助推纺织机节能[N];中国工业报;2007年

5 陈嵘;永磁同步电动机在化纤纺丝机变频调速中的应用[N];中国纺织报;2009年

6 刘红旗;小功率电机在家用电器中的应用[N];中国工业报;2005年

7 蒋振宇;中钢天源新技术被列入国家技术创新工程试点省项目[N];中国冶金报;2010年

相关博士学位论文 前10条

1 JON RYONG HO;无传感器永磁同步电动机伺服系统的智能自适应鲁棒控制研究[D];东北大学;2015年

2 唐旭;异步起动永磁同步电动机若干难点问题的研究[D];山东大学;2016年

3 邢岩;永磁同步电动机高性能转矩控制关键技术研究[D];东北大学;2014年

4 曹先庆;混合动力电动汽车用永磁同步电动机驱动系统的研究[D];沈阳工业大学;2008年

5 宋志环;永磁同步电动机电磁振动噪声源识别技术的研究[D];沈阳工业大学;2010年

6 韦笃取;永磁同步电动机控制系统混沌行为分析及抑制和镇定[D];华南理工大学;2011年

7 王丽梅;基于高频信号注入的永磁同步电动机无位置传感器控制[D];沈阳工业大学;2005年

8 于慎波;永磁同步电动机振动与噪声特性研究[D];沈阳工业大学;2006年

9 赵清;中型高效永磁同步电动机设计关键技术研究[D];沈阳工业大学;2006年

10 郭振宏;主轴永磁同步电动机及其传动系统设计研究[D];沈阳工业大学;1999年

相关硕士学位论文 前10条

1 李波;高动态性能永磁同步电动机的设计研究[D];湖南大学;2010年

2 丁亚明;盘式无铁心永磁同步电动机控制性能分析和控制方法研究[D];天津大学;2005年

3 郭超;基于平面倒立摆的双永磁同步电动机协调控制的研究[D];杭州电子科技大学;2013年

4 马箭;永磁同步电动机永磁磁链监测研究[D];湖南工业大学;2015年

5 秦振华;双三相永磁同步电动机故障性能分析[D];郑州大学;2015年

6 石强;永磁同步电动机无位置传感器控制技术研究[D];山东大学;2015年

7 杨智;船用高速永磁同步电动机的设计研究[D];中国舰船研究院;2015年

8 黄立军;基于DSP电机励磁的矢量控制系统设计与验证[D];大连理工大学;2015年

9 尹青华;永磁同步电动机电磁—机械应力耦合场的研究[D];华北电力大学;2015年

10 周士超;基于DSP的CAN总线伺服控制器的研制[D];黑龙江大学;2015年



本文编号:2477195

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/2477195.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户c435a***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com