發(fā)布時間：2020-05-07 16:52

【摘要】：隨著高性能電機的出現(xiàn)和應(yīng)用,永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)因其體積小、重量輕、功率因素高及調(diào)速范圍廣的優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、電動汽車、家用電器、船舶推進和航空航天等領(lǐng)域。永磁同步電機本身是一個高階、強耦合、非線性的系統(tǒng),永磁同步電機的諸多控制策略均需要精確的電機參數(shù)以獲得更好的控制性能。由于電機電控一體化的發(fā)展緩慢,電機與電控需進行參數(shù)匹配才可能獲得較好的控制性能。為了提高電機電控的快速匹配及矢量控制的性能,本文對多參數(shù)辨識流程及基于參數(shù)辨識的電流環(huán)設(shè)計方法進行了研究,本文的主要研究內(nèi)容如下:1.首先介紹了永磁同步電機的物理模型,并且研究推導(dǎo)了坐標(biāo)變換的公式,其次根據(jù)物理模型與坐標(biāo)變換原理,建立了永磁同步電機分別在三種坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。然后介紹了矢量控制原理及零直軸電流控制,最后研究了永磁同步電機各參數(shù)的辨識方法。2.在保證準(zhǔn)確率的前提下,為了提高多參數(shù)辨識時的速度及自動化程度,對電機零位、定子電阻、電機磁鏈及交直軸電感的辨識流程進行了研究和分析,并且對多參數(shù)辨識流程進行了優(yōu)化,其次分析了辨識偏差設(shè)計了一種自動辨識退出條件使得多參數(shù)可自動進行辨識,然后分析了各參數(shù)的對于矢量控制的作用,提出了一種加權(quán)辨識方法。最后搭建了實驗平臺對所提出的方法進行了實驗驗證,并對比分析了流程優(yōu)化的效果。3.建立了永磁同步電機矢量控制仿真模型,并進行了仿真實驗,其次分析研究了電機各參數(shù)對矢量控制的影響,并進行了仿真實驗驗證,其次為了提高電流環(huán)整定的效率及控制效果,設(shè)計了一種基于參數(shù)辨識的電流環(huán)控制器參數(shù)設(shè)計方法,并對設(shè)計的方法的穩(wěn)定性進行了分析,同時得到了參數(shù)辨識結(jié)果的驗證范圍。4.為了提高矢量控制的控制效果及電流環(huán)參數(shù)整定的速度及自動化程度,在多參數(shù)自動辨識的基礎(chǔ)上設(shè)計了一種參數(shù)自動辨識及電流環(huán)參數(shù)自動設(shè)置的方法,將參數(shù)辨識結(jié)果直接應(yīng)用于矢量控制,然后通過轉(zhuǎn)速環(huán)實驗驗證了方法的正確性及可行性,最后通過臺架實驗?zāi)�擬了永磁同步電機的實際使用環(huán)境對所設(shè)計的方法進行實驗,并對矢量控制的控制效果進行分析,達到了預(yù)期目標(biāo)。
【圖文】：

圖 3-8 測試平臺現(xiàn)場圖試平臺中直流源使用的為光伏模擬器，直接輸出電機驅(qū)動器所需的試平臺中電機驅(qū)動器與電機通常需要水冷系統(tǒng)對內(nèi)部器件進行降溫為過熱損壞設(shè)備。統(tǒng)中電機三相輸出電流由電機驅(qū)動器內(nèi)部電流傳感器采集，三相輸上位機給定期望值。試平臺中所用電機驅(qū)動器為自主研發(fā)的電機驅(qū)動器，電機驅(qū)動器中板、三相逆變器等部分，主控板采用 TI 公司生產(chǎn)的 TMS28335 芯片，還包括電壓電流采樣電路、CAN 通訊電路、旋變解碼電路以及各三相逆變器采用的是英飛凌公司生產(chǎn)的 IGBT 器件，可以 SVPWM壓調(diào)制成交流電壓輸入到永磁同步電機。位機為自主開發(fā)的電機驅(qū)動器輔助調(diào)試軟件，基于 VisualStudio 環(huán)境控制器之間采用 CAN 總線通訊，上位機主要功能是對電機控制器發(fā)

圖 3-9 上位機調(diào)試界面3.4.2 永磁同步電機參數(shù)辨識實驗永磁同步電機參數(shù)辨識前，首先根據(jù)電機參數(shù)表設(shè)置電機基本參數(shù)，如電機額定電流、峰值電流、額定轉(zhuǎn)矩、額定轉(zhuǎn)速以及極對數(shù)等參數(shù)，然后設(shè)置電機零位與定子電阻辨識時允許電機通入的最大電流值，此處電流最大限定值選取永磁同步電機和逆變器峰值電流的 0.2 倍中的較小值，在此對電流最大值設(shè)定為 50A。電機磁鏈辨識中轉(zhuǎn)速比例系數(shù)1p 為 0.1，2p 選取 0.3，直流母線電壓為 320V。（1）優(yōu)化之前實驗結(jié)果根據(jù)優(yōu)化之前多參數(shù)辨識流程，，控制電機驅(qū)動器對永磁同步電機各參數(shù)進行辨識，可得到各參數(shù)的辨識結(jié)果及誤差如表 3-2 所示。表 3-2 優(yōu)化之前各參數(shù)辨識結(jié)果參數(shù)名稱 辨識結(jié)果 設(shè)計值 誤差電機零位 06.262 6.28 0.29%
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM341

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前7條

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本文編號：2653263