面向电机模拟器的永磁同步电机模型研究
发布时间：2021-05-07 12:38
日益严重的环境污染问题与逐渐枯竭的不可再生能源推动着全球新能源汽车产业的快速发展,新能源车辆正逐步取代传统燃油车。作为新能源汽车的关键技术之一,驱动电机控制器开发过程中的功能测试至关重要。电机模拟器能够替代电机及其机械负载,用于电机控制器的功率级测试,提高电机控制器的开发效率。目前,永磁同步电机模拟器中电机模型多采用定参数模型,忽略了永磁同步电机的变参数特性对电机参数的影响,降低了电机模拟器的模拟精度。本文对电机模拟器中基于变参数特性的永磁同步电机模型进行研究。基于永磁同步电机的实际运行工况,论文分析了磁饱和与交叉耦合效应、转子磁场谐波效应、损耗与温升效应的产生原因及其对电机电磁参数的影响。基于永磁同步电机在两相旋转坐标系下的等效电路模型,推导了电机的电压方程、转矩方程与运动方程,建立了永磁同步电机的数学模型。基于电机变参数特性的分析,建立了定子磁链关于电流、转子位置角和定子电阻关于定子绕组温度的非线性函数,设计了数值计算方法计算电机损耗,通过电机热路模型计算定子绕组温度,建立了永磁同步电机台架标定获取定子磁链和定子电阻的非线性函数。将标定与计算所得非线性函数替代电机数学模型中的固定参...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题来源及研究目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 电机模拟器的系统结构
1.2.2 电机模拟器的研究现状
1.2.3 电机变参数特性研究现状
1.2.4 电机模拟器中电机模型的研究现状
1.2.5 国内外研究现状小结
1.3 本文主要研究内容
第2章 永磁同步电机的变参数特性研究
2.1 永磁同步电机的磁饱和与交叉耦合效应
2.1.1 磁饱和效应的产生原因
2.1.2 磁饱和效应的影响
2.1.3 交叉耦合效应的产生原因
2.1.4 交叉耦合效应的影响
2.2 永磁同步电机的转子磁场谐波效应
2.2.1 转子磁场谐波的产生原因
2.2.2 转子磁场谐波的影响
2.3 永磁同步电机的损耗与温升效应
2.3.1 电机损耗的组成
2.3.2 电机损耗与温升的关系
2.3.3 电机温升的影响
2.4 本章小结
第3章 永磁同步电机的变参数特性建模
3.1 永磁同步电机数学模型
3.2 饱和特性下的变参数数学模型
3.2.1 饱和特性下定子磁链函数的建立
3.2.2 定子磁链值的获取
3.3 谐波特性下的变参数数学模型
3.3.1 谐波特性下转子磁链函数的建立
3.3.2 转子磁链谐波的获取
3.4 损耗与温度特性下的变参数数学模型
3.4.1 电机损耗的计算
3.4.2 电机热路模型的建立
3.4.3 温度特性下定子电阻函数的建立
3.4.4 定子电阻值的获取
3.5 本章小结
第4章 永磁同步电机变参数模型仿真验证
4.1 仿真模型搭建
4.2 电机定参数模型仿真
4.3 电机变参数模型仿真
4.3.1 饱和特性仿真
4.3.2 谐波特性仿真
4.3.3 温度特性仿真
4.4 本章小结
第5章 永磁同步电机变参数模型实验验证
5.1 实验平台搭建
5.2 电机变参数模型饱和特性验证
5.3 电机变参数模型谐波特性验证
5.4 电机变参数模型温度特性验证
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑磁路饱和的内置式永磁同步电机电感参数旋转辨识算法[J]. 李峰,夏超英. 电工技术学报. 2016(21)
[2]交流电机端口特性的数字化实现方法[J]. 宋鹏先,李耀华,王平,苏朝阳. 电工技术学报. 2015(14)
[3]永磁同步电机的热路分析及热阻参数测试[J]. 汪文博,陈阳生. 机电工程. 2014(09)
[4]模拟电机端口特性的电力电子负载系统设计[J]. 黄清军,孙牧村,邹旭东,刘良春,熊威. 电力系统自动化. 2014(03)
[5]考虑交叉饱和影响的永磁同步电机稳态参数有限元分析[J]. 李和明,张健,罗应立,王红宇,崔学深,豆孝华. 中国电机工程学报. 2012(12)
[6]考虑铁耗的永磁同步电机数学模型及仿真[J]. 岳学斌,张汉允. 煤矿机电. 2011(02)
[7]考虑饱和及转子磁场谐波的永磁同步电机模型[J]. 李景灿,廖勇. 中国电机工程学报. 2011(03)
[8]三相电力电子负载并网变换器研究[J]. 吴振兴,邹旭东,黄清军,张哲宇,邹云屏. 中国电机工程学报. 2010(24)
[9]三相电压型SVPWM整流器离散域控制模型的构建[J]. 王万宝,付志红,苏向丰,杨臻. 系统仿真学报. 2010(01)
[10]基于PWM技术的功率负荷模拟器[J]. 张炳达,姚剑锋. 电力电子技术. 2006(04)
博士论文
[1]基于PWM技术的电子负载及其在电力系统动模实验中的应用[D]. 姜桂秀.天津大学 2010
硕士论文
[1]变频器三相电子负载系统的设计与实现[D]. 刘宣伯.哈尔滨工业大学 2017
[2]永磁同步电机损耗计算及温度场分析[D]. 尹惠.哈尔滨工业大学 2015
[3]永磁同步电机的热路模型研究[D]. 汪文博.浙江大学 2014
[4]模拟电机特性的电力电子负载研究[D]. 黄清军.华中科技大学 2012
[5]基于PWM换流器的异步电动机及其负载特性数字模拟[D]. 陈志博.华中科技大学 2007
本文编号：3173407
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题来源及研究目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 电机模拟器的系统结构
1.2.2 电机模拟器的研究现状
1.2.3 电机变参数特性研究现状
1.2.4 电机模拟器中电机模型的研究现状
1.2.5 国内外研究现状小结
1.3 本文主要研究内容
第2章 永磁同步电机的变参数特性研究
2.1 永磁同步电机的磁饱和与交叉耦合效应
2.1.1 磁饱和效应的产生原因
2.1.2 磁饱和效应的影响
2.1.3 交叉耦合效应的产生原因
2.1.4 交叉耦合效应的影响
2.2 永磁同步电机的转子磁场谐波效应
2.2.1 转子磁场谐波的产生原因
2.2.2 转子磁场谐波的影响
2.3 永磁同步电机的损耗与温升效应
2.3.1 电机损耗的组成
2.3.2 电机损耗与温升的关系
2.3.3 电机温升的影响
2.4 本章小结
第3章 永磁同步电机的变参数特性建模
3.1 永磁同步电机数学模型
3.2 饱和特性下的变参数数学模型
3.2.1 饱和特性下定子磁链函数的建立
3.2.2 定子磁链值的获取
3.3 谐波特性下的变参数数学模型
3.3.1 谐波特性下转子磁链函数的建立
3.3.2 转子磁链谐波的获取
3.4 损耗与温度特性下的变参数数学模型
3.4.1 电机损耗的计算
3.4.2 电机热路模型的建立
3.4.3 温度特性下定子电阻函数的建立
3.4.4 定子电阻值的获取
3.5 本章小结
第4章 永磁同步电机变参数模型仿真验证
4.1 仿真模型搭建
4.2 电机定参数模型仿真
4.3 电机变参数模型仿真
4.3.1 饱和特性仿真
4.3.2 谐波特性仿真
4.3.3 温度特性仿真
4.4 本章小结
第5章 永磁同步电机变参数模型实验验证
5.1 实验平台搭建
5.2 电机变参数模型饱和特性验证
5.3 电机变参数模型谐波特性验证
5.4 电机变参数模型温度特性验证
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑磁路饱和的内置式永磁同步电机电感参数旋转辨识算法[J]. 李峰,夏超英. 电工技术学报. 2016(21)
[2]交流电机端口特性的数字化实现方法[J]. 宋鹏先,李耀华,王平,苏朝阳. 电工技术学报. 2015(14)
[3]永磁同步电机的热路分析及热阻参数测试[J]. 汪文博,陈阳生. 机电工程. 2014(09)
[4]模拟电机端口特性的电力电子负载系统设计[J]. 黄清军,孙牧村,邹旭东,刘良春,熊威. 电力系统自动化. 2014(03)
[5]考虑交叉饱和影响的永磁同步电机稳态参数有限元分析[J]. 李和明,张健,罗应立,王红宇,崔学深,豆孝华. 中国电机工程学报. 2012(12)
[6]考虑铁耗的永磁同步电机数学模型及仿真[J]. 岳学斌,张汉允. 煤矿机电. 2011(02)
[7]考虑饱和及转子磁场谐波的永磁同步电机模型[J]. 李景灿,廖勇. 中国电机工程学报. 2011(03)
[8]三相电力电子负载并网变换器研究[J]. 吴振兴,邹旭东,黄清军,张哲宇,邹云屏. 中国电机工程学报. 2010(24)
[9]三相电压型SVPWM整流器离散域控制模型的构建[J]. 王万宝,付志红,苏向丰,杨臻. 系统仿真学报. 2010(01)
[10]基于PWM技术的功率负荷模拟器[J]. 张炳达,姚剑锋. 电力电子技术. 2006(04)
博士论文
[1]基于PWM技术的电子负载及其在电力系统动模实验中的应用[D]. 姜桂秀.天津大学 2010
硕士论文
[1]变频器三相电子负载系统的设计与实现[D]. 刘宣伯.哈尔滨工业大学 2017
[2]永磁同步电机损耗计算及温度场分析[D]. 尹惠.哈尔滨工业大学 2015
[3]永磁同步电机的热路模型研究[D]. 汪文博.浙江大学 2014
[4]模拟电机特性的电力电子负载研究[D]. 黄清军.华中科技大学 2012
[5]基于PWM换流器的异步电动机及其负载特性数字模拟[D]. 陈志博.华中科技大学 2007
本文编号：3173407
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3173407.html
