發(fā)布時間：2020-05-07 16:52

【摘要】：隨著高性能電機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用,永磁同步電機(jī)(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(diǎn)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、電動汽車、家用電器、船舶推進(jìn)和航空航天等領(lǐng)域。永磁同步電機(jī)本身是一個高階、強(qiáng)耦合、非線性的系統(tǒng),永磁同步電機(jī)的諸多控制策略均需要精確的電機(jī)參數(shù)以獲得更好的控制性能。由于電機(jī)電控一體化的發(fā)展緩慢,電機(jī)與電控需進(jìn)行參數(shù)匹配才可能獲得較好的控制性能。為了提高電機(jī)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(jì)方法進(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)零位、定子電阻、電機(jī)磁鏈及交直軸電感的辨識流程進(jìn)行了研究和分析,并且對多參數(shù)辨識流程進(jìn)行了優(yōu)化,其次分析了辨識偏差設(shè)計(jì)了一種自動辨識退出條件使得多參數(shù)可自動進(jìn)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(shí)驗(yàn)平臺對所提出的方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(jī)矢量控制仿真模型,并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),其次分析研究了電機(jī)各參數(shù)對矢量控制的影響,并進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,其次為了提高電流環(huán)整定的效率及控制效果,設(shè)計(jì)了一種基于參數(shù)辨識的電流環(huán)控制器參數(shù)設(shè)計(jì)方法,并對設(shè)計(jì)的方法的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析,同時得到了參數(shù)辨識結(jié)果的驗(yàn)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(jì)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方法的正確性及可行性,最后通過臺架實(shí)驗(yàn)?zāi)�擬了永磁同步電機(jī)的實(shí)際使用環(huán)境對所設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并對矢量控制的控制效果進(jìn)行分析,達(dá)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(jī)驅(qū)動器所需的試平臺中電機(jī)驅(qū)動器與電機(jī)通常需要水冷系統(tǒng)對內(nèi)部器件進(jìn)行降溫為過熱損壞設(shè)備。統(tǒng)中電機(jī)三相輸出電流由電機(jī)驅(qū)動器內(nèi)部電流傳感器采集，三相輸上位機(jī)給定期望值。試平臺中所用電機(jī)驅(qū)動器為自主研發(fā)的電機(jī)驅(qū)動器，電機(jī)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(jī)。位機(jī)為自主開發(fā)的電機(jī)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(jī)主要功能是對電機(jī)控制器發(fā)

圖 3-9 上位機(jī)調(diào)試界面3.4.2 永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識實(shí)驗(yàn)永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識前，首先根據(jù)電機(jī)參數(shù)表設(shè)置電機(jī)基本參數(shù)，如電機(jī)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(jī)零位與定子電阻辨識時允許電機(jī)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(jī)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(jī)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(shí)驗(yàn)結(jié)果根據(jù)優(yōu)化之前多參數(shù)辨識流程，，控制電機(jī)驅(qū)動器對永磁同步電機(jī)各參數(shù)進(jìn)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(jì)值 誤差電機(jī)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(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前7條

1 薛曉明;陳震;;永磁同步電動機(jī)控制系統(tǒng)PI參數(shù)自動設(shè)置方法[J];微特電機(jī);2015年10期

2 肖曦;許青松;王雅婷;史宇超;;基于遺傳算法的內(nèi)埋式永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識方法[J];電工技術(shù)學(xué)報;2014年03期

3 武四輩;吳志紅;朱元;;車用內(nèi)置式永磁同步電機(jī)電感參數(shù)辨識方法[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報;2013年08期

4 徐永海;劉曉博;;考慮指令電流的變環(huán)寬準(zhǔn)恒頻電流滯環(huán)控制方法[J];電工技術(shù)學(xué)報;2012年06期

5 董恒;王輝;黃科元;;永磁同步電動機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)數(shù)字PI調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)計(jì)[J];電氣傳動;2009年01期

6 葉成平,張興華;基于DSP的異步電動機(jī)的恒壓頻比控制[J];中小型電機(jī);2004年01期

7 阮毅,陳伯時;電力傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩控制規(guī)律[J];電氣傳動;1999年05期

相關(guān)會議論文 前1條

1 李鵬;李崇堅(jiān);朱春毅;;負(fù)載換流同步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的換流分析[A];全國冶金自動化信息網(wǎng)2010年年會論文集[C];2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 陳永軍;低速大轉(zhuǎn)矩永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制研究[D];華中科技大學(xué);2008年

2 陳榮;永磁同步電機(jī)伺服系統(tǒng)研究[D];南京航空航天大學(xué);2005年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 單亞運(yùn);基于模糊自適應(yīng)分?jǐn)?shù)階PID伺服控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D];江蘇科技大學(xué);2018年

2 何克勝;永磁同步電機(jī)分?jǐn)?shù)階滑�？刂萍夹g(shù)研究[D];大連交通大學(xué);2018年

3 王杰;基于MRAS的PMSM無傳感器控制技術(shù)研究[D];上海電機(jī)學(xué)院;2018年

4 朱沙;基于DSP永磁同步電機(jī)電流模型預(yù)測控制[D];廣西大學(xué);2018年

5 陳錦寶;永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識及其解耦控制研究[D];江南大學(xué);2018年

6 韓康;電動汽車用永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)研究[D];東北石油大學(xué);2018年

7 王偉;永磁同步電動機(jī)初始位置檢測及弱磁調(diào)速[D];太原理工大學(xué);2018年

8 陳忠強(qiáng);永磁同步電機(jī)離線帶載參數(shù)辨識方法研究[D];湖南大學(xué);2018年

9 安志凱;PMSM矢量控制中電流調(diào)節(jié)器和磁鏈觀測的研究[D];北京交通大學(xué);2018年

10 楊照坤;基于MRAS的永磁同步電機(jī)參數(shù)在線辨識的研究[D];深圳大學(xué);2017年

本文編號：2653263