感应电机高速弱磁区电压拓展与转矩提升策略研究

发布时间：2021-02-24 17:49

　　高速加工作为一种国家战略性关键技术,代表着我国工业自动化水平,对我国完成产业转型与升级具有重要意义。感应电机由于其高可靠性、经济性、以及更好的弱磁升速能力而在高速加工领域得到了广泛应用。现今,高精密工业场合对生产工艺和效率要求更加严苛,不但需要主轴驱动系统具有极高转速运行能力,又对阶跃起停时间、动态控制、高速带载、无传感器运行等关键技术指标提出了更高的要求,造成现有的感应电机弱磁升速理论在高端加工领域逐渐显现出其局限性。本文深入探究了感应电机弱磁控制机理,在弱磁区最大转矩输出理论基础上,揭示电压拓展与转矩提升的内在关系,在保持系统高鲁棒性的同时,实现了包括动态响应速度、最大带载能力、电流控制性能等一系列指标的实质性提升。论文具体内容如下:首先,针对感应电机驱动系统中的最大电压、最大电流、以及最大转差造成的转速提升限制,对弱磁升速下的最大转矩控制机理展开研究。推导全速域内理论最大转矩输出下的电压电流矢量运行轨迹,根据轨迹特点,通过在传统双闭环控制结构内引入电压控制外环而实现精准的电压电流极限控制。分析比较电压闭环弱磁方法与传统转速反比法的优缺点,通过仿真实验对比了二者的控制效果,结果显示... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 弱磁区最大转矩控制策略
        1.2.2 弱磁区转矩提升策略
        1.2.3 弱磁区动态提升与无速度传感器策略
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 感应电机弱磁控制机理分析
    2.1 引言
    2.2 弱磁区最大转矩控制机理分析
    2.3 弱磁策略对比分析
        2.3.1 传统1/ωr开环弱磁策略
        2.3.2 电压闭环弱磁策略
    2.4 弱磁策略对比测试
    2.5 本章小结
第3章 弱磁区六边形电压拓展策略
    3.1 引言
    3.2 传统六边形拓展方案相位延迟问题分析
    3.3 无相位滞后的标准六边形电压拓展策略（NCES）
        3.3.1 过调制一区幅值调整策略
        3.3.2 完整六边形电压拓展系统
    3.4 实验验证
    3.5 本章小结
第4章 基于过调制的弱磁区电压极限拓展策略
    4.1 引言
    4.2 六拍模式运行机理分析
        4.2.1 过调制二区相位调整策略
        4.2.2 六拍运行模式转矩定量分析法
    4.3 感应电机六拍运行弱磁控制系统
    4.4 实验验证
    4.5 本章小结
第5章 无速度传感器六拍运行弱磁控制策略优化
    5.1 引言
    5.2 非线性抗饱和控制器（NAWC）设计
    5.3 离散全阶磁链观测器设计
    5.4 实验验证
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]非正弦供电下的五相感应电机弱磁优化控制策略[J]. 康敏,于文娟,孔武斌.  电机与控制学报. 2018(08)
[2]变频器行业现状及“十三五”发展建议[J].   电器工业. 2015(12)
[3]智能制造——“中国制造2025”的主攻方向[J]. 周济.  中国机械工程. 2015(17)
[4]基于矢量控制的异步电机预测电流控制算法[J]. 孙伟,于泳,王高林,徐殿国,王勃.  中国电机工程学报. 2014(21)
[5]电力机车牵引电机在方波下的控制策略[J]. 周明磊,游小杰,王琛琛.  电工技术学报. 2013(11)
[6]实现感应电机宽范围最大转矩控制的电流优化策略[J]. 赵云,刘洋,李叶松.  中国电机工程学报. 2012(03)
[7]一种过调制算法及其在永磁同步电动机弱磁控制中的应用[J]. 吴芳,万山明,黄声华.  电工技术学报. 2010(01)
[8]基于转子磁场定向的异步电动机弱磁方法研究[J]. 李叶松,雷力.  电力电子技术. 2007(05)
[9]国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）[J].   中华人民共和国国务院公报. 2006(09)
[10]异步电动机无速度传感器矢量控制系统的速度估算及参数调整问题和解决方案[J]. H.Tajima,郑洪涛.  变流技术与电力牵引. 2004(03)



本文编号：3049733