永磁同步电机高频注入法无速度传感器矢量控制技术研究

发布时间：2017-10-21 17:33

  本文关键词：永磁同步电机高频注入法无速度传感器矢量控制技术研究

  更多相关文章： 永磁同步电机 矢量控制 无速度传感器 旋转高频电压注入 脉振高频电压注入

【摘要】：永磁同步电机具有功率密度高、效率高、体积小等众多优点,在各行各业中都有良好的表现和广泛的应用。在对永磁同步电机进行控制时,电机的转子位置和转速是两个必不可少的信号,为此一般采用的是机械传感器进行测量,但这样不仅会增加体积、成本,还会降低电机运行可靠性,限制永磁同步电机系统的应用范围。在这样的背景下,如何不使用位置、速度传感器(即无速度传感器技术)来对永磁同步电机进行控制成为当前电气行业的研究热点课题。本文的研究重点是永磁同步电机采用高频电压注入法的无速度传感器矢量控制,研究主要内容有:1、简单介绍了永磁同步电机的优异性能与三种电机控制理论的优劣,对无速度传感器的发展现状以及分类进行了分析,其中,高频信号注入法能够解决电机零速、低速运行时位置、速度估计难的问题,选择了该方法为本文主要研究方向。2、从永磁同步电机的基本结构出发,讨论了坐标变换理论的详细推导,利用该理论将永磁同步电机静止三相ABC坐标系下的数学模型解耦简化成两相旋转dq坐标系下的数学模型,并在此基础上对永磁同步电机矢量控制的各种方法进行了较为深入的分析,本文选择了i_d=0控制作为后续分析所使用的矢量控制方法。3、对两种无速度传感器控制方法——旋转高频电压注入法与脉振高频电压注入法位置与速度信息估计的原理进行了详细的分析,针对两种方法初始位置检测的问题进行讨论。在MATLAB/Simulink环境下搭建了两种方法的仿真模型,通过仿真分析比较得出,两种高频注入法各有优势,都能达到较好的控制效果。最后选择旋转高频电压注入法进行了永磁同步电机无速度传感器矢量控制实验研究,实验结果表明,所采用的控制方法能够在低速情况下有效的估计转子位置与速度信息,系统有良好的动态特性与鲁棒性。4、对本课题所做研究进行反思与总结,在本文研究基础上,对进一步的工作与研究方向进行了展望。
【关键词】：永磁同步电机 矢量控制 无速度传感器 旋转高频电压注入 脉振高频电压注入
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM341;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题研究背景10
• 1.2 永磁同步电机控制理论发展现状10-11
• 1.3 无位置传感器控制技术的发展现状11-15
• 1.3.1 基于基频信号的无传感器控制12-14
• 1.3.2 基于高频信号注入的无速度传感器控制方法14-15
• 1.4 论文主要内容15-17
• 第2章 永磁同步电机的数学模型和矢量控制方法17-27
• 2.1 永磁同步电机的结构17-18
• 2.2 永磁同步电机数学模型18-22
• 2.2.1 PMSM在三相静止坐标系(ABC)上的数学模型18-20
• 2.2.2 坐标变换理论20-21
• 2.2.3 同步旋转dq坐标系下永磁同步电机的数学模型21-22
• 2.3 永磁同步电机矢量控制22-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 旋转高频电压注入法无位置传感器控制27-37
• 3.1 旋转高频电压注入法位置估计方法27-30
• 3.2 旋转高频电压注入法转子初始位置检测30-33
• 3.2.1 永磁同步电动机定子铁芯电感饱和效应30-31
• 3.2.2 转子初始位置检测原理31-33
• 3.3 旋转高频电压注入法仿真研究33-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第4章 脉振高频电压注入法无位置传感器控制37-45
• 4.1 脉振高频注入法基本原理37-41
• 4.1.1 永磁同步电机脉振高频电压注入法数学模型37-38
• 4.1.2 脉振高频电压注入法转子位置估计原理38-40
• 4.1.3 脉振高频电压注入法的初始位置检测40-41
• 4.2 脉振高频电压注入法仿真41-43
• 4.3 两种高频电压注入法的比较43-44
• 4.4 本章小结44-45
• 第5章 旋转高频电压注入法实验研究45-57
• 5.1 实验系统的硬件设计45-50
• 5.1.1 主电路45-46
• 5.1.2 IGBT驱动电路和保护电路46-48
• 5.1.3 DSP及外围控制电路48-50
• 5.2 实验系统的软件设计50-54
• 5.2.1 主程序设计50-51
• 5.2.2 中断服务子程序设计51-52
• 5.2.3 空间矢量（SVPWM）调制程序52-53
• 5.2.4 PI调节器程序设计53
• 5.2.5 滤波器程序设计53-54
• 5.3 实验结果54-55
• 5.4 本章小结55-57
• 结论与展望57-59
• 参考文献59-64
• 致谢64-65
• 附录65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李轶;刘进;;用纳伏表分压法测量直流高压高值电阻器的可行性分析[J];中国计量;2013年02期

2 刘颖;周波;冯瑛;赵承亮;;基于脉振高频电流注入SPMSM低速无位置传感器控制[J];电工技术学报;2012年07期

3 朱思国;欧阳红林;晏建玲;;采用滑模变结构直接功率控制的回馈级联型逆变器设计与验证[J];高电压技术;2012年06期

4 薛雷;何金胜;陈文中;;光纤互感器检测电路分析与设计[J];电子测量技术;2012年02期

5 王俊;李加琪;吴嗣亮;;锁频环辅助下锁相环的跟踪误差分析[J];北京理工大学学报;2011年07期

6 陈世军;高军礼;邓则名;黎国才;;异步电机无速度传感器矢量控制与参数辨识研究[J];机械与电子;2010年05期

7 唐朝晖;丁强;喻寿益;桂卫华;李勇刚;;内埋式永磁同步电机的弱磁控制策略[J];电机与控制学报;2010年05期

8 陶泽安;李孟秋;王辉;;永磁同步电机无传感器控制系统研究[J];电力电子技术;2010年04期

9 钱捚;欧阳红林;范祝霞;王铭;;基于EKF的双Y移30°六相PMSM无速度传感器控制系统研究[J];科技导报;2009年17期

10 徐长军;张宏权;张西华;;IPM智能功率模块的设计与分析[J];世界电子元器件;2008年09期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 PHAM CONG DUY;无速度传感器永磁同步电机驱动系统单位功率因数控制[D];湖南大学;2012年

，

本文编号：1074540