基于STM32的电梯门开绕组永磁同步电机控制系统

发布时间：2022-12-23 04:09

　　电梯门控制系统作为电梯系统中的安全运行的关键部件,在整个电梯系统中占着重要位置,因此电梯门系统故障带来的各种问题使得对其优化与维护技术的研究显得尤为重要。为了提高电梯门控制系统的整体性能和容错能力,本文在对开绕组永磁同步电机（OW-PMSM）与传统PMSM的结构与特点进行分析的基础上,基于电压矢量（SVPWM）控制技术从理论分析、数学建模、仿真分析、实验验证等方面对单电源供电拓扑结构下的开绕组PMSM的双逆变器控制系统进行了研究,并针对最大电压矢量空间范围内的双逆变器控制的零序电流抑制方法以及双逆变器单相桥臂故障的容错运行进行了仿真与实验研究,具体工作内容如下:首先对开绕组永磁同步电机在国内外研究和发展进行了文献综述,介绍了几种主要的拓扑结构,分析了当前常用的几种控制策略及容错控制方法,此外,在分析OW-PMSM的拓扑结构与供电原理的基础上,在三种坐标系（abc坐标系、αβ坐标系、dq坐标系）下建立了开绕组PMSM的数学模型。其次,基于传统PMSM的单逆变器SVPWM控制技术,提出了在最大电压矢量范围内对开绕组PMSM的双逆变器进行控制以提高其电压利用率,并针对单电源供电的OW-PMS... 

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 电梯门机控制系统的研究现状
    1.3 开绕组PMSM双逆变器系统的研究现状
        1.3.1 开绕组PMSM的拓扑结构及其研究现状
        1.3.2 开绕组PMSM的控制算法研究现状
        1.3.3 开绕组PMSM系统的零序电流抑制的研究现状
        1.3.4 开绕组PMSM系统的容错控制技术研究现状
    1.4 本文研究的主要内容
第二章 开绕组PMSM双逆变器系统的拓扑结构及数学模型
    2.1 引言
    2.2 开绕组PMSM双逆变器系统的拓扑结构
    2.3 开绕组PMSM的数学模型
        2.3.1 坐标变换
        2.3.2 三相静止坐标系(abc坐标系)下的数学模型
        2.3.3 两相静止坐标系(αβ 坐标系)下的数学模型
        2.3.4 两相旋转坐标系(dq坐标系)下的数学模型
        2.3.5 单电源供电的OW-PMSM的数学模型
    2.4 本章小结
第三章 开绕组PMSM双逆变器系统的矢量控制及容错策略
    3.1 引言
    3.2 电压空间矢量控制(SVPWM)
    3.3 开绕组PMSM双逆变器系统的矢量控制
        3.3.1 开绕组PMSM双逆变器的电压矢量的分布和组合
        3.3.2 开绕组PMSM双逆变器的电压矢量(SVPWM)控制方案
    3.4 开绕组PMSM的零序电流抑制
        3.4.1 参考电压矢量us小于Udc
        3.4.2 参考电压矢量us大于Udc
    3.5 开绕组PMSM系统单相桥臂故障的容错运行控制策略
    3.6 本章小结
第四章 双逆变器矢量控制与容错策略的仿真研究
    4.1 引言
    4.2 开绕组PMSM仿真模型
    4.3 开绕组PMSM的SVPWM控制的系统仿真
    4.4 开绕组PMSM的改进SVPWM控制的系统仿真
    4.5 开绕组PMSM单相桥臂故障的容错控制的系统仿真
    4.6 本章小结
第五章 开绕组PMSM双逆变器控制系统的设计与实验验证
    5.1 引言
    5.2 系统硬件实验平台
        5.2.1 ARM主控芯片介绍
        5.2.2 供电电源电路
        5.2.3 速度、位置检测电路
        5.2.4 电流采样电路
        5.2.5 PWM隔离驱动电路
        5.2.6 滤波电路
    5.3 控制系统的软件设计
        5.3.1 主程序结构和设计
        5.3.2 电流采样子程序
        5.3.3 转子位置速度检测子程序
        5.3.4 中断子程序的设计
    5.4 开绕组PMSM双逆变器组控制系统实验
        5.4.1 实验平台的介绍
        5.4.2 实验结果与分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]开绕组电机系统拓扑及控制技术研究综述[J]. 孙丹,林斌,周文志.  电工技术学报. 2017(04)
[2]电梯门机智能维护系统的研究进展[J]. 吴建彬,任忠平,尹国钦.  科技与创新. 2017(02)
[3]基于比例谐振控制的共直流母线开绕组永磁同步电机零序电流抑制技术[J]. 曾恒力,年珩,周义杰.  电工技术学报. 2016(22)
[4]基于PMSM的DC20P2B1-A电梯伺服门机控制系统研制[J]. 邓之江,王天雷.  机电工程技术. 2015(05)
[5]开绕组永磁同步发电机的容错控制[J]. 年珩,周义杰,曾恒力.  电工技术学报. 2015(10)
[6]DSP控制的电梯门机系统[J]. 翟朝朝,黎庆发.  工业控制计算机. 2015(01)
[7]基于STM32的电梯门机控制系统设计[J]. 马冬梅.  微特电机. 2014(09)
[8]永磁容错电机的直接转矩控制策略[J]. 郝振洋,胡育文,沈天珉.  电工技术学报. 2014(03)
[9]一种永磁同步电机初始定位的方法[J]. 康现伟,王胜勇,卢家斌,徐晖,王国强.  电气传动自动化. 2013(05)
[10]基于开绕组结构的永磁风力发电机控制策略[J]. 年珩,周义杰,李嘉文.  电机与控制学报. 2013(04)

博士论文
[1]基于开绕组拓扑双变流器控制策略研究[D]. 尹靖元.北京交通大学 2015

硕士论文
[1]开放式绕组PMSM矢量控制及容错策略研究[D]. 段鸣航.哈尔滨工业大学 2015
[2]采用永磁同步电机的电梯门机控制系统研究[D]. 王法怡.武汉理工大学 2015
[3]混合逆变器开绕组永磁同步电机驱动系统研究[D]. 林斌.浙江大学 2015



本文编号：3724686