异步电动机的效率优化控制

发布时间：2023-04-04 05:13

　　异步电动机又称“感应电动机”,是一种将三相交流电转换为机械传动的设备。因其具有结构简单,可靠性高,使用方便,价格低廉等特点,广泛应用于工农业生产和人们的日常生活当中,例如机床、水泵、风机等生产设备,电梯、机车、新能源汽车等生活设施。异步电动机因生产生活实际需要,可能长时间不间断运行在空载或轻载状态,致使电机系统用电效率低下,并且受温度影响,电机相关参数的时变同样会导致电机的控制性能下降。针对三相异步电机及其驱动系统的效率优化控制问题,本文从三相异步电机损耗分析出发,对异步电机的数学模型、效率优化方法和控制方法进行了研究,改进了传统的效率优化方法并提高了相关的控制性能。本文的主要工作如下:第一,对本课题的研究背景和意义进行了说明,介绍了国内外效率优化研究的进展情况。分析了异步电机产生损耗的原因,并明确了电机损耗的影响因素。第二,针对目前考虑铁损的三相电机数学模型结构复杂,阶次较高,不便于后续研究的问题。本文通过合理假设,结合坐标变换和转子磁场定向策略,推导并验证了异步电机动态简化模型。在此基础上,进一步获得了其稳态数学模型。第三,介绍了三相异步电动机坐标变换理论,推导了考虑铁损的转子磁链...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
1 绪论
    1.1 研究的背景与意义
    1.2 异步电动机损耗分析
    1.3 国内外研究进展
    1.4 本文研究内容和结构安排
2 三相异步电动机的数学模型
    2.1 考虑铁损三相异步电动机的动态数学模型
    2.2 考虑铁损三相异步电动机的动态简化模型
    2.3 考虑铁损三相异步电动机的稳态数学模型
    2.4 动态简化模型的仿真研究
    2.5 本章小结
3 三相异步电动机的矢量控制与经典效率优化方法
    3.1 三相异步电动机的矢量控制
        3.1.1 坐标变换理论
        3.1.2 考虑铁损的转子磁链计算
        3.1.3 考虑铁损的三相异步电动机矢量控制仿真
    3.2 基于损耗模型的电机效率优化
        3.2.1 基于模型的损耗最小化算法
        3.2.2 损耗模型法效率优化仿真
    3.3 基于黄金分割法的电机效率优化
        3.3.1 黄金分割法原理
        3.3.2 黄金分割法效率优化仿真
    3.4 本章小结
4 效率优化算法的改进
    4.1 效率优化算法中改进的电流控制
        4.1.1 基于自抗扰控制的电流控制
        4.1.2 自抗扰控制效率优化仿真
    4.2 电机效率优化算法中改进的转速和磁链控制
        4.2.1 基于反步自适应改进的转速和磁链控制
        4.2.2 磁链和转速外环设计
        4.2.3 基于滑模控制的电流内环设计
        4.2.4 反步自适应滑模控制效率优化仿真
    4.3 本章小结
5 异步电机驱动系统与实验
    5.1 异步电机驱动系统硬件
        5.1.1 硬件结构
        5.1.2 主电路
    5.2 异步电机驱动系统软件
        5.2.1 主程序
        5.2.2 PWM中断
        5.2.3 错误联防保护中断
    5.3 实验结果与分析
        5.3.1 SVPWM输出实验结果
        5.3.2 电机驱动实验结果
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果



本文编号：3781847