三级式同步电机起动控制策略研究
发布时间：2022-07-14 15:37
三级式同步电机因为具有可靠性高、便于维护以及容易实现起动发电双功能的优点,在航空电源系统中得到了广泛应用。当三级式电机运行于起动状态时,为了确保能平稳地起动航空发动机至脱开转速,必须选择合适的主励磁机励磁方式以及主发电机起动控制方式。基于上述情况,本文对三级式同步电机起动控制策略以及低速阶段主发电机电枢电流谐波抑制策略进行了研究。本文首先介绍了三级式同步电机的结构,建立了主发电机和主励磁机的数学模型,详细说明了三级式同步电机起动控制原理,通过仿真分析得出适合本文样机的最佳的励磁方式和起动控制方式。其次,本文建立了三级式同步电机在起动阶段的小信号模型,分析了LC滤波器对系统动态特性的影响,从而设计最优的电流环和转速环闭环参数,并进行了仿真验证。在此基础上,分析了逆变器死区效应对起动低速阶段主发电机电流谐波的影响,通过理论及仿真验证了所提出的变开关频率控制策略的有效性。再次,构建了DSP和FPGA为控制核心的起动控制器,介绍了系统硬件电路,包括主功率电路,调理电路以及数字电路的设计,然后以软件流程图的方式说明了DSP和FPGA的程序设计思想。最后,基于实验室已有的系统测试平台,进行了LC滤...
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第一章 绪论
1.1 交流电气系统概述
1.2 三级式同步电机起动控制系统的研究现状
1.2.1 励磁方式的研究现状
1.2.2 起动控制方式的研究现状
1.2.3 电流谐波的研究现状
1.3 课题主要研究内容
第二章 三级式同步电机起动控制系统工作原理
2.1 引言
2.2 三级式同步电机的数学模型
2.2.1 主发电机的数学模型
2.2.2 主励磁机的数学模型
2.3 三级式同步电机的起动原理
2.3.1 励磁方法
2.3.2 起动控制
2.4 本章小结
第三章 带LC滤波器的三级式同步电机起动控制系统的小信号建模与仿真
3.1 引言
3.2 LC滤波器设计
3.3 三级式同步电机起动控制系统的小信号建模
3.3.1 主发电机和LC滤波器模型
3.3.2 电流环模型
3.3.3 速度环模型
3.4 三级式同步电机起动控制系统的仿真
3.4.1 LC滤波器仿真
3.4.2 双闭环仿真
3.4.3 起动控制仿真
3.5 本章小结
第四章 三级式同步电机起动低速阶段电流谐波抑制方法
4.1 引言
4.2 逆变器死区效应分析
4.3 变开关频率控制策略分析
4.4 变开关频率控制策略仿真
4.5 本章小结
第五章 三级式同步电机起动控制系统软硬件设计
5.1 引言
5.2 系统硬件设计
5.2.1 主功率电路
5.2.2 电源板
5.2.3 调理板
5.2.4 微机板
5.3 系统软件设计
5.3.1 DSP软件设计
5.3.2 FPGA软件设计
5.4 本章小结
第六章 三级式同步电机起动控制系统的实验研究
6.1 引言
6.2 系统测试平台
6.3 LC滤波器实验结果与分析
6.4 低速阶段电流谐波抑制实验结果与分析
6.5 起动控制实验结果与分析
6.6 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 工作总结
7.2 需进一步研究的工作
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于航空高压直流电源系统的永磁同步电机起动发电系统设计[J]. 李岩,苏学军,李运. 电机与控制应用. 2017(01)
[2]一种三级式同步电机转矩脉动抑制方法[J]. 马鹏,刘卫国,毛帅,骆光照. 电机与控制学报. 2015(11)
[3]开关磁阻电机起动/发电状态切换控制策略研究[J]. 刘勇智,周政,盛增津,范冰洁,宋金龙. 电机与控制学报. 2015(10)
[4]一种三级式电机转子初始位置估计技术[J]. 彭纪昌,刘卫国,马鹏,毛帅. 中国电机工程学报. 2015(19)
[5]三级式同步电机转子初始位置在线检测方法[J]. 马鹏,刘卫国,彭纪昌,毛帅,骆光照. 中国电机工程学报. 2015(18)
[6]混合励磁同步电机及其控制技术综述和新进展[J]. 赵纪龙,林明耀,付兴贺,黄允凯,徐妲. 中国电机工程学报. 2014(33)
[7]一种三级式同步电机起动过程励磁控制方法[J]. 马鹏,刘卫国,毛帅,彭纪昌,骆光照. 电机与控制学报. 2014(10)
[8]自起动永磁同步电机起动过程退磁磁场的计算与分析[J]. 卢伟甫,刘明基,罗应立,张健. 中国电机工程学报. 2011(15)
[9]Back-to-Back双三电平电励磁同步电机矢量控制系统[J]. 谭国俊,吴轩钦,李浩,景巍,柳萌. 电工技术学报. 2011(03)
[10]基于有效值检测的航空变频交流发电机调压技术[J]. 杨善水,张旭明,张卓然,周波. 南京航空航天大学学报. 2010(06)
博士论文
[1]电励磁双凸极起动/发电机系统特性研究[D]. 魏佳丹.南京航空航天大学 2009
[2]飞机无刷直流起动/发电系统的研究[D]. 戴卫力.南京航空航天大学 2008
[3]电励磁同步电动机直接转矩控制理论研究及实践[D]. 周扬忠.南京航空航天大学 2007
硕士论文
[1]高频注入法PMSM无传感器矢量控制的研究[D]. 张仕平.湖南大学 2013
[2]三级式同步电机的起动控制策略研究[D]. 杨溢炜.南京航空航天大学 2013
[3]基于DSP的全数字同步电机矢量控制系统的研制[D]. 裴乐.华中科技大学 2008
[4]旋转整流器式航空同步电机起动控制的研究[D]. 曹远志.南京航空航天大学 2007
[5]基于EKF的永磁同步电机无传感器矢量控制系统研究[D]. 石会.南京航空航天大学 2007
[6]电磁式无刷交流同步电机起动发电过程的仿真与实现[D]. 胡春玉.南京航空航天大学 2005
[7]电磁式无刷交流同步电机新型起动方案研究[D]. 顾毅康.南京航空航天大学 2002
本文编号：3661407
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第一章 绪论
1.1 交流电气系统概述
1.2 三级式同步电机起动控制系统的研究现状
1.2.1 励磁方式的研究现状
1.2.2 起动控制方式的研究现状
1.2.3 电流谐波的研究现状
1.3 课题主要研究内容
第二章 三级式同步电机起动控制系统工作原理
2.1 引言
2.2 三级式同步电机的数学模型
2.2.1 主发电机的数学模型
2.2.2 主励磁机的数学模型
2.3 三级式同步电机的起动原理
2.3.1 励磁方法
2.3.2 起动控制
2.4 本章小结
第三章 带LC滤波器的三级式同步电机起动控制系统的小信号建模与仿真
3.1 引言
3.2 LC滤波器设计
3.3 三级式同步电机起动控制系统的小信号建模
3.3.1 主发电机和LC滤波器模型
3.3.2 电流环模型
3.3.3 速度环模型
3.4 三级式同步电机起动控制系统的仿真
3.4.1 LC滤波器仿真
3.4.2 双闭环仿真
3.4.3 起动控制仿真
3.5 本章小结
第四章 三级式同步电机起动低速阶段电流谐波抑制方法
4.1 引言
4.2 逆变器死区效应分析
4.3 变开关频率控制策略分析
4.4 变开关频率控制策略仿真
4.5 本章小结
第五章 三级式同步电机起动控制系统软硬件设计
5.1 引言
5.2 系统硬件设计
5.2.1 主功率电路
5.2.2 电源板
5.2.3 调理板
5.2.4 微机板
5.3 系统软件设计
5.3.1 DSP软件设计
5.3.2 FPGA软件设计
5.4 本章小结
第六章 三级式同步电机起动控制系统的实验研究
6.1 引言
6.2 系统测试平台
6.3 LC滤波器实验结果与分析
6.4 低速阶段电流谐波抑制实验结果与分析
6.5 起动控制实验结果与分析
6.6 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 工作总结
7.2 需进一步研究的工作
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于航空高压直流电源系统的永磁同步电机起动发电系统设计[J]. 李岩,苏学军,李运. 电机与控制应用. 2017(01)
[2]一种三级式同步电机转矩脉动抑制方法[J]. 马鹏,刘卫国,毛帅,骆光照. 电机与控制学报. 2015(11)
[3]开关磁阻电机起动/发电状态切换控制策略研究[J]. 刘勇智,周政,盛增津,范冰洁,宋金龙. 电机与控制学报. 2015(10)
[4]一种三级式电机转子初始位置估计技术[J]. 彭纪昌,刘卫国,马鹏,毛帅. 中国电机工程学报. 2015(19)
[5]三级式同步电机转子初始位置在线检测方法[J]. 马鹏,刘卫国,彭纪昌,毛帅,骆光照. 中国电机工程学报. 2015(18)
[6]混合励磁同步电机及其控制技术综述和新进展[J]. 赵纪龙,林明耀,付兴贺,黄允凯,徐妲. 中国电机工程学报. 2014(33)
[7]一种三级式同步电机起动过程励磁控制方法[J]. 马鹏,刘卫国,毛帅,彭纪昌,骆光照. 电机与控制学报. 2014(10)
[8]自起动永磁同步电机起动过程退磁磁场的计算与分析[J]. 卢伟甫,刘明基,罗应立,张健. 中国电机工程学报. 2011(15)
[9]Back-to-Back双三电平电励磁同步电机矢量控制系统[J]. 谭国俊,吴轩钦,李浩,景巍,柳萌. 电工技术学报. 2011(03)
[10]基于有效值检测的航空变频交流发电机调压技术[J]. 杨善水,张旭明,张卓然,周波. 南京航空航天大学学报. 2010(06)
博士论文
[1]电励磁双凸极起动/发电机系统特性研究[D]. 魏佳丹.南京航空航天大学 2009
[2]飞机无刷直流起动/发电系统的研究[D]. 戴卫力.南京航空航天大学 2008
[3]电励磁同步电动机直接转矩控制理论研究及实践[D]. 周扬忠.南京航空航天大学 2007
硕士论文
[1]高频注入法PMSM无传感器矢量控制的研究[D]. 张仕平.湖南大学 2013
[2]三级式同步电机的起动控制策略研究[D]. 杨溢炜.南京航空航天大学 2013
[3]基于DSP的全数字同步电机矢量控制系统的研制[D]. 裴乐.华中科技大学 2008
[4]旋转整流器式航空同步电机起动控制的研究[D]. 曹远志.南京航空航天大学 2007
[5]基于EKF的永磁同步电机无传感器矢量控制系统研究[D]. 石会.南京航空航天大学 2007
[6]电磁式无刷交流同步电机起动发电过程的仿真与实现[D]. 胡春玉.南京航空航天大学 2005
[7]电磁式无刷交流同步电机新型起动方案研究[D]. 顾毅康.南京航空航天大学 2002
本文编号：3661407
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