表贴式双转子永磁同步电机无位置传感器控制策略研究
发布时间：2021-12-16 16:34
由对转电机驱动的对转螺旋桨系统具有能量利用率高且不存在横滚扭矩的优点,因此在风能发电、飞机以及水下推进等领域有着广泛的应用。对转永磁同步电机的控制系统需要两个位置传感器才能完成矢量控制,两个位置传感器不仅加大了系统的体积,提高了成本,还降低了整体可靠性,而无位置传感器控制的方案则避免了以上问题。因此本文针对定转子对转的表贴式双转子永磁同步电机矢量控制系统其及无位置传感器控制策略进行研究,主要工作如下:首先,根据双转子电机的数学模型对其矢量控制系统进行了研究,定转子对转的双转子电机只能控制两个转子的相对转速,不能单独控制每个转子转速。因此针对双转子电机驱动的对转螺旋桨系统进行了分析。为了提高电机的动态响应,提出了一种改进型负载转矩观测器,在此基础上实现了转矩前馈补偿控制。最后通过仿真验证了前述内容。其次,采用滑模观测器对电机中高速运行时的无位置传感器控制算法进行了研究。在离散滑模控制理论下,分析了传统滑模观测器产生抖振的原因。提出了一种改进型离散滑模观测器来减小抖振,基于组合趋近律设计了离散滑模观测器,引入估计反电势作为反馈项。采用自适应反电势滤波器代替低通滤波器得到估计反电势。研究了锁...
【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】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单定子双转子对转永磁同步电机湖南大学黄守道教授课题组针对对转盘式双转子电机带不平衡负载情况下
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-3-交叉排布，通过单逆变器控制两个转子的转速。当电机每个转子所带的负载严重不平衡时，电机就有可能产生失步的现象。文献中提出了一种主从控制法来解决该问题，其将两个转子分为主、从转子，并对主转子进行转子磁场定向的矢量控制。当负载不平衡即两个转子转速不一致时，便对主、从转子进行切换，使控制系统重新达成稳态，文章中采用滑模控制器作为速度控制器，通过实验验证了算法的有效性，不过当负载不平衡导致组从转子切换时，转速将会产生脉动。为了避免该问题，文献[6]中提出了一种直接转矩控制的方法来对主转子进行控制，同时文章中采用转矩观测器来对两个转子负载转矩之和进行观测，从而提高了电机的转矩动态响应。与文献[5]中提出的主从控制法相比，直接转矩控制的方法大大减小了负载不平衡时的转速脉动。图1-2对转盘式双转子电机上海交通大学的罗响等提出了一种用于风力发电的双转子磁场调制型永磁同步电机并针对最大功率点跟踪控制进行了研究[8]。电机结构如图所示图1-3所示，该电机有两套定子绕组，各自通过一个三相逆变器控制，双逆变单元的控制系统可以实现双最大功率点跟踪控制，相比于单个定子绕组的最大功率点跟踪控制可以更高效的利用风能。图1-3双转子磁场调制型永磁同步电机对于图1-3所示结构的电机，文献[9]将模型预测控制应用到其中，加快了
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-3-交叉排布，通过单逆变器控制两个转子的转速。当电机每个转子所带的负载严重不平衡时，电机就有可能产生失步的现象。文献中提出了一种主从控制法来解决该问题，其将两个转子分为主、从转子，并对主转子进行转子磁场定向的矢量控制。当负载不平衡即两个转子转速不一致时，便对主、从转子进行切换，使控制系统重新达成稳态，文章中采用滑模控制器作为速度控制器，通过实验验证了算法的有效性，不过当负载不平衡导致组从转子切换时，转速将会产生脉动。为了避免该问题，文献[6]中提出了一种直接转矩控制的方法来对主转子进行控制，同时文章中采用转矩观测器来对两个转子负载转矩之和进行观测，从而提高了电机的转矩动态响应。与文献[5]中提出的主从控制法相比，直接转矩控制的方法大大减小了负载不平衡时的转速脉动。图1-2对转盘式双转子电机上海交通大学的罗响等提出了一种用于风力发电的双转子磁场调制型永磁同步电机并针对最大功率点跟踪控制进行了研究[8]。电机结构如图所示图1-3所示，该电机有两套定子绕组，各自通过一个三相逆变器控制，双逆变单元的控制系统可以实现双最大功率点跟踪控制，相比于单个定子绕组的最大功率点跟踪控制可以更高效的利用风能。图1-3双转子磁场调制型永磁同步电机对于图1-3所示结构的电机，文献[9]将模型预测控制应用到其中，加快了
【参考文献】：
期刊论文
[1]严重不平衡负载下盘式对转永磁同步电机的双转子直接转矩控制研究[J]. 罗德荣,苏欣,贺锐智,黄守道. 电工技术学报. 2019(22)
[2]双转子调磁电机的模型预测控制[J]. 沈赟洁,朱莉,罗响,赵继敏. 微特电机. 2019(11)
[3]对转螺旋桨用盘式永磁电机特性分析及其直接转矩控制[J]. 饶志蒙,黄守道,罗德荣,姜燕,成双银,黄钟. 中国电机工程学报. 2019(17)
[4]基于最小阶扰动估计的永磁同步电机离散比例-积分准滑模控制[J]. 郑长明,张加胜. 电工技术学报. 2018(24)
[5]基于高频信号注入的永磁同步电机无传感器控制技术综述[J]. 李浩源,张兴,杨淑英,李二磊. 电工技术学报. 2018(12)
[6]一种改进的永磁同步电机低速无位置传感器控制策略[J]. 李孟秋,王龙. 电工技术学报. 2018(09)
[7]基于无滤波器方波信号注入的永磁同步电机初始位置检测方法[J]. 张国强,王高林,徐殿国. 电工技术学报. 2017(13)
[8]基于分段PI调节器的模型参考自适应永磁同步电动机全转速范围无传感器控制[J]. 钟臻峰,金孟加,沈建新. 中国电机工程学报. 2018(04)
[9]具有参数辨识的永磁同步电机无位置传感器控制[J]. 李旭春,张鹏,严乐阳,马少康. 电工技术学报. 2016(14)
[10]对转永磁同步电机直接转矩控制[J]. 姜燕,黄钟,成双银,黄守道. 电工技术学报. 2015(10)
博士论文
[1]内置式永磁同步电机无位置传感器控制研究[D]. 张国强.哈尔滨工业大学 2017
硕士论文
[1]基于全阶滑模观测器的IPMSM无位置传感器控制策略研究[D]. 张国强.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3538464
【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】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
单定子双转子对转永磁同步电机湖南大学黄守道教授课题组针对对转盘式双转子电机带不平衡负载情况下
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-3-交叉排布，通过单逆变器控制两个转子的转速。当电机每个转子所带的负载严重不平衡时，电机就有可能产生失步的现象。文献中提出了一种主从控制法来解决该问题，其将两个转子分为主、从转子，并对主转子进行转子磁场定向的矢量控制。当负载不平衡即两个转子转速不一致时，便对主、从转子进行切换，使控制系统重新达成稳态，文章中采用滑模控制器作为速度控制器，通过实验验证了算法的有效性，不过当负载不平衡导致组从转子切换时，转速将会产生脉动。为了避免该问题，文献[6]中提出了一种直接转矩控制的方法来对主转子进行控制，同时文章中采用转矩观测器来对两个转子负载转矩之和进行观测，从而提高了电机的转矩动态响应。与文献[5]中提出的主从控制法相比，直接转矩控制的方法大大减小了负载不平衡时的转速脉动。图1-2对转盘式双转子电机上海交通大学的罗响等提出了一种用于风力发电的双转子磁场调制型永磁同步电机并针对最大功率点跟踪控制进行了研究[8]。电机结构如图所示图1-3所示，该电机有两套定子绕组，各自通过一个三相逆变器控制，双逆变单元的控制系统可以实现双最大功率点跟踪控制，相比于单个定子绕组的最大功率点跟踪控制可以更高效的利用风能。图1-3双转子磁场调制型永磁同步电机对于图1-3所示结构的电机，文献[9]将模型预测控制应用到其中，加快了
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-3-交叉排布，通过单逆变器控制两个转子的转速。当电机每个转子所带的负载严重不平衡时，电机就有可能产生失步的现象。文献中提出了一种主从控制法来解决该问题，其将两个转子分为主、从转子，并对主转子进行转子磁场定向的矢量控制。当负载不平衡即两个转子转速不一致时，便对主、从转子进行切换，使控制系统重新达成稳态，文章中采用滑模控制器作为速度控制器，通过实验验证了算法的有效性，不过当负载不平衡导致组从转子切换时，转速将会产生脉动。为了避免该问题，文献[6]中提出了一种直接转矩控制的方法来对主转子进行控制，同时文章中采用转矩观测器来对两个转子负载转矩之和进行观测，从而提高了电机的转矩动态响应。与文献[5]中提出的主从控制法相比，直接转矩控制的方法大大减小了负载不平衡时的转速脉动。图1-2对转盘式双转子电机上海交通大学的罗响等提出了一种用于风力发电的双转子磁场调制型永磁同步电机并针对最大功率点跟踪控制进行了研究[8]。电机结构如图所示图1-3所示，该电机有两套定子绕组，各自通过一个三相逆变器控制，双逆变单元的控制系统可以实现双最大功率点跟踪控制，相比于单个定子绕组的最大功率点跟踪控制可以更高效的利用风能。图1-3双转子磁场调制型永磁同步电机对于图1-3所示结构的电机，文献[9]将模型预测控制应用到其中，加快了
【参考文献】：
期刊论文
[1]严重不平衡负载下盘式对转永磁同步电机的双转子直接转矩控制研究[J]. 罗德荣,苏欣,贺锐智,黄守道. 电工技术学报. 2019(22)
[2]双转子调磁电机的模型预测控制[J]. 沈赟洁,朱莉,罗响,赵继敏. 微特电机. 2019(11)
[3]对转螺旋桨用盘式永磁电机特性分析及其直接转矩控制[J]. 饶志蒙,黄守道,罗德荣,姜燕,成双银,黄钟. 中国电机工程学报. 2019(17)
[4]基于最小阶扰动估计的永磁同步电机离散比例-积分准滑模控制[J]. 郑长明,张加胜. 电工技术学报. 2018(24)
[5]基于高频信号注入的永磁同步电机无传感器控制技术综述[J]. 李浩源,张兴,杨淑英,李二磊. 电工技术学报. 2018(12)
[6]一种改进的永磁同步电机低速无位置传感器控制策略[J]. 李孟秋,王龙. 电工技术学报. 2018(09)
[7]基于无滤波器方波信号注入的永磁同步电机初始位置检测方法[J]. 张国强,王高林,徐殿国. 电工技术学报. 2017(13)
[8]基于分段PI调节器的模型参考自适应永磁同步电动机全转速范围无传感器控制[J]. 钟臻峰,金孟加,沈建新. 中国电机工程学报. 2018(04)
[9]具有参数辨识的永磁同步电机无位置传感器控制[J]. 李旭春,张鹏,严乐阳,马少康. 电工技术学报. 2016(14)
[10]对转永磁同步电机直接转矩控制[J]. 姜燕,黄钟,成双银,黄守道. 电工技术学报. 2015(10)
博士论文
[1]内置式永磁同步电机无位置传感器控制研究[D]. 张国强.哈尔滨工业大学 2017
硕士论文
[1]基于全阶滑模观测器的IPMSM无位置传感器控制策略研究[D]. 张国强.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3538464
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