无轴承异步电机滑模变结构直接转矩控制与无速度传感器研究

发布时间：2017-12-25 00:35

  本文关键词：无轴承异步电机滑模变结构直接转矩控制与无速度传感器研究　出处：《江苏大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：无轴承电机(Bearingless Motors)具有无摩擦、无需润滑、噪声小和寿命长等突出优点,在精密机械加工、无菌车间、飞轮电池、航空航天、真空技术、生命科学等领域已经显现出了极其重要的应用价值。在众多种类的无轴承电机中,采用普通鼠笼型转子的无轴承异步电机(Bearingless Induction Motors,BIM)具有成本低、结构简单、机械强度高、齿槽脉动转矩低等优点,非常适合在超净、真空、强腐蚀等恶劣环境下运行,是目前特种电力传动和无轴承电机领域的重点研究方向之一。本文在国家自然科学基金项目(51475214)和江苏省自然科学基金项目(BK20141301)的资助下,围绕BIM运行机理、数学模型建立、直接转矩控制和径向悬浮力控制、无速度传感器技术实现以及数字控制系统等方面进行了研究,具体内容如下:首先,介绍了BIM的研究背景、研究现状、应用领域和发展前景,以及直接转矩控制和无速度传感器技术的研究概况。在分析BIM运行机理的基础上,建立了BIM数学模型,进而将传统直接转矩控制思想引入BIM转矩绕组,构建了BIM传统直接转矩控制系统。其次,为解决BIM传统直接转矩控制中转矩脉动大,转子悬浮性能不佳等问题,提出了一种基于滑模变结构(Sliding Mode Variable Structure,SMVS)的直接转矩控制方法。为了进一步提高转子悬浮性能,设计了SMVS控制器来代替传统径向悬浮力闭环控制中的PID控制器。另外,为了实现BIM直接转矩控制系统在无速度传感器方式下运行,提出了一种基于滑模变结构-模型参考自适应(SMVS-MRAS)的转速辨识方法,在Matlab/Simulink中对BIM控制系统进行了建模与仿真对比分析。最后,构建了以TMS320F2812 DSP为主控芯片的BIM数字控制实验平台并进行了实验研究。其中转矩绕组采用基于SMVS的直接转矩控制方法,悬浮力绕组采用SMVS控制器。实验结果表明,使用基于SMVS的直接转矩控制和径向悬浮力控制方法,能有效抑制转矩脉动、提高BIM转子稳定悬浮性能。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM343;TP273

【参考文献】

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本文编号：1330643