永磁同步电动机弱磁调速控制方法的研究

发布时间：2017-06-14 18:10

  本文关键词：永磁同步电动机弱磁调速控制方法的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 由于永磁同步电动机(PMSM)具有体积小、功率密度高、效率和功率因数高等明显优点,目前在电动汽车驱动系统中具有较高的应用价值,国内外学者在这方面的研究取得了不少成果。同时,伴随着电力电子器件和高速微控制器的发展,永磁同步电动机的控制理论研究和实践应用不断完善和提高,永磁同步电动机驱动系统将会有更广泛的应用前景。 本文在阅读大量文献的基础上,熟悉了永磁同步电动机dq轴数学模型和矢量控制系统,针对其弱磁控制,从转子磁场定向和气隙磁场定向两个方面进行了系统的分析和研究,并对驱动系统的控制器进行了仿真和设计。同时,对PMSM基速以上弱磁控制时存在的电流调节器饱和、不可控问题,设计了带电压外环控制的电流超前角弱磁控制方法,实现了基速以下恒转矩调速和基速以上恒功率弱磁控制,以及两种工作模式的平滑、稳定过渡。 本文的主要内容包括:首先,在永磁同步电动机dq轴数学模型的基础上,分析了永磁同步电动机弱磁控制的原理,讨论了凸极率ρ和弱磁率ξ对PMSM弱磁特性的影响,设计了PMSM超前角弱磁控制方法,同时,对PMSM气隙磁场定向的弱磁控制进行了分析,给出了系统控制原理图;在理论分析的基础上,利用MATLAB/SIMULINK对设计的PMSM超前角弱磁控制方法进行了仿真验证;最后,简单介绍了基于DSP的数字控制系统的实现,针对PMSM超前角弱磁控制系统提出了双模式软件设计思想,并给出了部分程序流程图。
【关键词】：永磁同步电动机(PMSM) 弱磁控制 电流超前角 气隙磁场定向控制
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TM351;TM921.5
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-15
• 1.1 课题的提出7-11
• 1.1.1 电动汽车用电动机及驱动系统综述7-10
• 1.1.2 永磁同步电动机的矢量控制方法10-11
• 1.2 永磁同步电动机弱磁控制的研究现状11-14
• 1.2.1 六步电压控制法11
• 1.2.2 虚拟瞬时功率法11-12
• 1.2.3 自适应弱磁控制算法12
• 1.2.4 非线性降维观测器法12
• 1.2.5 电流调节器法12-13
• 1.2.6 直接转矩弱磁控制方法13
• 1.2.7 改进电动机结构13-14
• 1.3 本文的研究内容和论文结构14-15
• 第二章 永磁同步电动机弱磁控制理论分析15-41
• 2.1 永磁同步电动机dq 轴数学模型15-21
• 2.1.1 永磁同步电动机结构及特征15-16
• 2.1.2 永磁同步电动机dq 轴等效电路及基本特性关系式16-19
• 2.1.3 电机参数定义及标幺化19-20
• 2.1.4 永磁同步电动机矢量控制的基本电磁关系20-21
• 2.2 永磁同步电动机弱磁控制分析21-29
• 2.2.1 弱磁控制的原理21-23
• 2.2.2 电动机参数对弱磁控制的影响23-29
• 2.3 基于转子磁场定向的永磁同步电动机弱磁控制方法29-36
• 2.3.1 永磁同步电动机电流调节器弱磁控制方案一29-34
• 2.3.2 永磁同步电动机电流调节器弱磁控制方案二34-36
• 2.4 基于气隙磁场定向的永磁同步电动机弱磁控制方法36-40
• 2.4.1 气隙磁场定向矢量控制原理37-38
• 2.4.2 气隙磁场定向弱磁控制系统38-40
• 2.5 本章小结40-41
• 第三章 永磁同步电动机弱磁控制系统组成、仿真和分析41-60
• 3.1 PMSM 超前角弱磁控制系统仿真和分析41-53
• 3.1.1 超前角弱磁控制环节42
• 3.1.2 电流解耦环节42-43
• 3.1.3 驱动SVPWM 环节43-45
• 3.1.4 控制器参数设计45-48
• 3.1.5 控制系统性能仿真分析48-53
• 3.2 电流调节器弱磁控制方案二仿真和分析53-57
• 3.3 气隙磁场定向弱磁控制系统仿真57-59
• 3.4 本章小结59-60
• 第四章 永磁同步电动机弱磁控制系统的实现60-70
• 4.1 永磁同步电动机弱磁控制系统硬件设计60-62
• 4.1.1 永磁同步电动机弱磁控制系统硬件组成60
• 4.1.2 数字控制器电路设计60-62
• 4.2 永磁同步电动机弱磁控制系统软件设计62-69
• 4.2.1 永磁同步电动机弱磁控制程序设计概述62
• 4.2.2 恒转矩工作模式62-66
• 4.2.3 恒功率弱磁工作模式66
• 4.2.4 系统软件流程图66-69
• 4.3 本章小结69-70
• 第五章 总结和展望70-71
• 参考文献71-75
• 发表论文和科研情况说明75-76
• 致谢76

【引证文献】

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2 徐涛;陈义衡;;基于电压极限椭圆梯度下降法的永磁同步电动机弱磁控制的研究[J];煤矿机电;2012年04期

3 李计亮;高琳;刘新正;梁得亮;邝俊生;姜红;;过调制算法在永磁同步电机弱磁调速系统中的应用[J];微电机;2010年12期

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本文编号：450186