IPMSM高倍弱磁控制及参数辨识研究

发布时间：2023-04-21 05:36

　　永磁同步电机因其具有高功率密度、高转矩密度以及高效率等优点而被广泛应用于伺服传动、混合动力汽车、航空航天以及军工等领域。相较于表贴式永磁同步电机(SPMSM),内置式永磁同步电机(IPMSM)凭借独特的弱磁调速能力成为研究热点。为了满足内置式永磁同步电机适应各种实际运行工况的要求,目前学者重点研究内容在于高效电流优化控制策略、电机参数辨识技术、高倍弱磁控制技术等方面。该文在内置式永磁同步电机的基础上对这些问题展开研究。IPMSM驱动系统的调速范围以及稳定性是目前IPMSM高倍弱磁控制的研究方向。该文在矢量控制的基础上,根据电压极限椭圆和电流极限圆的理论,对不同速度域的IPMSM电流优化控制技术进行研究分析;之后,讨论分析DQ电压耦合对高倍弱磁控制系统性能的影响,并研究相应的电流反馈解耦控制策略;在分析低载波比下的数字控制延时问题对系统电压输出影响的基础上给出相应的补偿方法;针对高速失控保护以及停机制动技术进行相关研究,并提出了相应的控制策略;进而对比分析几种常用弱磁控制策略的性能,讨论研究了基于电压矢量角的单电流调节器的弱磁控制方法,并用小信号分析法给出建模分析,对负id电压反馈弱磁控...

【文章页数】：105 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 永磁同步电机弱磁控制发展现状
    1.3 永磁同步电机参数辨识发展现状
    1.4 本文研究的主要内容以及安排
第二章 内置式永磁同步电机建模及矢量控制
    2.1 数学模型
        2.1.1 三相静止坐标系下的数学模型
        2.1.2 两相静止坐标下的数学模型
        2.1.3 两相旋转坐标系下的数学模型
    2.2 动稳态模型
    2.3 控制模型
        2.3.1 传统的控制模型
        2.3.2 基于复式量的控制模型
    2.4 小信号模型
    2.5 最大转矩电流比矢量控制
        2.5.1 原理阐述
        2.5.2 控制器参数整定方法
        2.5.3 仿真模型
    2.6 本章小结
第三章 高倍弱磁控制研究
    3.1 弱磁控制基本原理
        3.1.1 弱磁控制理论
        3.1.2 极限圆原理
    3.2 调速区域划分
        3.2.1 恒转矩控制区
        3.2.2 恒功率弱磁区
        3.2.3 深度弱磁区
    3.3 高倍弱磁关键问题研究
        3.3.1 电压耦合问题分析
        3.3.2 低载波比下的数字控制延时问题研究
        3.3.3 整车失控保护及停机制动策略研究
    3.4 弱磁控制策略研究
        3.4.1 公式法及查表法
        3.4.2 负id电压反馈弱磁控制
        3.4.3 基于电压矢量角的弱磁控制
        3.4.4 改进的负id电压反馈弱磁控制
    3.5 仿真分析与实验验证
        3.5.1 仿真分析
        3.5.2 实验验证
    3.6 本章小结
第四章 参数辨识研究
    4.1 影响电机参数变化的因素
        4.1.1 影响定子电阻变化的
        4.1.2 影响定子电感和磁链变化的因素
    4.2 电机参数误差影响分析
        4.2.1 对控制器参数匹配的影响
        4.2.2 对矢量控制策略性能的影响
    4.3 常用辨识方法存在的问题
        4.3.1 逆变器非线性影响
        4.3.2 多参数在线参数辨识欠秩问题研究
    4.4 离线参数辨识
        4.4.1 定子电阻辨识
        4.4.2 定子电感辨识
        4.4.3 磁链辨识
    4.5 在线参数辨识
        4.5.1 最小二乘法基本理论
        4.5.2 多参数在线辨识方法
    4.6 仿真分析与验证
    4.7 本章小结
第五章 永磁同步电机矢量控制系统平台
    5.1 整体控制系统设计
    5.2 实验结果
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况



本文编号：3795940