【摘要】：近年來,隨著永磁材料的不斷發(fā)展、電力電子技術的不斷進步和交流電機控制理論的突破,永磁同步電動機(permanent magnet synchronous motor,PMSM)在航空航天、數(shù)控機床電主軸、高速鐵路和電動汽車等領域得到了越來越廣泛的應用。隨著PMSM應用領域的擴大,對其性能的要求也越來越高。不僅要求能在低速輸出大轉矩,還要求能在高速恒功率運行。因為永磁同步電動機的轉子永磁體磁鏈無法改變,受逆變器輸出電壓的限制,電動機轉速達到基速(轉折速度)時便無法再提升轉速,需要采取弱磁擴速的方法擴大其轉速范圍。對于表貼式永磁同步電動機,因為其交直軸電感相對內嵌式PMSM要小,弱磁更加困難,有必要對其弱磁擴速進行研究。首先,本文針對表貼式永磁同步電動機,在分析弱磁擴速原理的基礎上,研究了超前角弱磁擴速和電壓外環(huán)弱磁擴速兩種控制策略,并利用SVPWM過調制方法提高逆變器母線電壓利用率以進一步擴速,利用陷波器改善了因過調制引起弱磁階段速度控制能力下降的問題。其次,針對永磁同步電動機弱磁階段高速運行時交直軸電流交叉耦合現(xiàn)象,提出了考慮控制延時的基于復矢量的電流環(huán)解耦控制策略。并針對此解耦方法引起的瞬態(tài)過程電流振蕩現(xiàn)象,提出了基于單d軸虛擬電阻的補償方法。最后,采用上述方法,分別在Simulink仿真平臺和dSPACE實驗平臺上對永磁同步電動機進行了弱磁擴速仿真和實驗研究,仿真和實驗結果驗證了上述方法的正確性和有效性。
[Abstract]:In recent years, with the continuous development of permanent magnet materials, the continuous progress of power electronics technology and the breakthrough of AC motor control theory, permanent magnet synchronous motor (permanent magnet synchronous motor,PMSM) is used in aerospace and CNC machine tools. High-speed railway and electric vehicles have been more and more widely used. With the expansion of PMSM application field, the requirements for its performance are getting higher and higher. It is required not only to output large torque at low speed, but also to run at high speed and constant power. Because the rotor permanent magnet flux of the permanent magnet synchronous motor can not be changed, due to the limitation of the output voltage of the inverter, the speed of the motor can no longer be increased when the speed reaches the base speed (turning speed). It is necessary to expand the speed range of the speed by using the method of weak magnetic expansion. For the meter-mounted permanent magnet synchronous motor (PMSM), because its AC-DC inductance is smaller than the embedded PMSM, it is more difficult to weaken the magnetic field, so it is necessary to study its weak magnetic expansion speed. First of all, based on the analysis of the principle of weak magnetic expansion, this paper studies two control strategies: weak magnetic expansion at lead angle and weak magnetic expansion in voltage outer loop for meter-mounted permanent magnet synchronous motor (PMSM). The SVPWM overmodulation method is used to improve the bus voltage utilization ratio of the inverter to further expand the speed, and the notch filter is used to improve the speed control ability of the weak magnetic phase caused by overmodulation. Secondly, aiming at the phenomenon of AC / DC axis current cross-coupling in low magnetic phase of permanent magnet synchronous motor (PMSM) at high speed, a current loop decoupling control strategy based on complex vector considering control delay is proposed. Aiming at the transient process current oscillation caused by this decoupling method, a compensation method based on single d-axis virtual resistance is proposed. Finally, the weak magnetic speed expansion simulation and experimental research of permanent magnet synchronous motor (PMSM) are carried out on Simulink simulation platform and dSPACE experimental platform, respectively. The simulation and experimental results verify the correctness and effectiveness of the above method.
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM341

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 張波,李忠,毛宗源,龐敏熙;一類永磁同步電動機混沌模型與霍夫分叉[J];中國電機工程學報;2001年09期

2 江慧;永磁同步電動機[J];變流技術與電力牽引;2001年06期

3 張卓,李忠;永磁同步電動機混沌系統(tǒng)的反控制[J];暨南大學學報(自然科學與醫(yī)學版);2001年03期

4 張卓,李忠,任平;永磁同步電動機中的混沌現(xiàn)象[J];模糊系統(tǒng)與數(shù)學;2001年02期

5 熊浩,李新華,周克定;單相永磁同步電動機的建模與仿真[J];微特電機;2002年02期

6 熊浩,李新華;單相永磁同步電動機的變頻調速研究[J];微特電機;2002年04期

7 陳宇華,楊憲忠;日本永磁同步電動機的最新動態(tài)[J];防爆電機;2002年03期

8 張波,李忠,毛宗源;永磁同步電動機的混沌特性及其反混沌控制[J];控制理論與應用;2002年04期

9 王步來,顧偉;內置式永磁同步電動機經驗設計[J];微電機(伺服技術);2005年05期

10 張金柱;;永磁同步電動機在混合動力汽車上的應用[J];輕型汽車技術;2005年06期

相關會議論文 前10條

1 吳茂剛;趙榮祥;;新型混合式高精度永磁同步電動機速度調節(jié)方法[A];2009中國控制與決策會議論文集（1）[C];2009年

2 鐘技;周揚忠;陳道煉;;永磁同步電動機直接轉矩全數(shù)字控制硬件系統(tǒng)設計研究[A];2008中國電工技術學會電力電子學會第十一屆學術年會論文摘要集[C];2008年

3 武玉強;馬新;宗廣燈;;永磁同步電動機系統(tǒng)的有限時間跟蹤控制[A];第二十六屆中國控制會議論文集[C];2007年

4 馬亞青;侯雪川;鄒艷;田德文;姜茹;;車輛電驅動系統(tǒng)中永磁同步電動機控制特性分析[A];全國冶金自動化信息網2013年會論文集[C];2013年

5 楊霞;楊波;杜繼光;;永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)設計[A];第十三屆中國小電機技術研討會論文集[C];2008年

6 陸克山;于松義;;淺析稀土永磁同步電動機在機械采油系統(tǒng)中的應用[A];2010江蘇省“能源計量與節(jié)能減排”論壇論文集[C];2010年

7 曹志彤;璩立強;;模型參考自適應控制永磁同步電動機系統(tǒng)的模擬研究[A];1991年控制理論及其應用年會論文集（下）[C];1991年

8 仇志堅;鄧智泉;王曉琳;;基于電壓-電流模型的無軸承永磁同步電動機懸浮子系統(tǒng)獨立控制研究[A];中國力學學會學術大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

9 肖紅軍;李先祥;黃道平;;永磁同步電動機的三電平直接轉矩控制[A];全國冶金企業(yè)計控網絡化研討會論文集[C];2003年

10 劉新華;江建中;柏成立;龔宇;;基于場路耦合的異步起動永磁同步電動機計算方法[A];第十屆中國小電機技術研討會論文集[C];2005年

相關重要報紙文章 前7條

1 駐太倉首席記者 徐允上;太倉誕生首臺永磁同步電動機[N];蘇州日報;2009年

2 記者 王蕾;高效高壓永磁同步電動機在我省研制成功[N];山西經濟日報;2012年

3 劉文碩;高效永磁同步電機降低設備電力損耗[N];中國紡織報;2007年

4 劉文碩;永磁同步電機助推紡織機節(jié)能[N];中國工業(yè)報;2007年

5 陳嶸;永磁同步電動機在化纖紡絲機變頻調速中的應用[N];中國紡織報;2009年

6 劉紅旗;小功率電機在家用電器中的應用[N];中國工業(yè)報;2005年

7 蔣振宇;中鋼天源新技術被列入國家技術創(chuàng)新工程試點省項目[N];中國冶金報;2010年

相關博士學位論文 前10條

1 JON RYONG HO;無傳感器永磁同步電動機伺服系統(tǒng)的智能自適應魯棒控制研究[D];東北大學;2015年

2 唐旭;異步起動永磁同步電動機若干難點問題的研究[D];山東大學;2016年

3 邢巖;永磁同步電動機高性能轉矩控制關鍵技術研究[D];東北大學;2014年

4 曹先慶;混合動力電動汽車用永磁同步電動機驅動系統(tǒng)的研究[D];沈陽工業(yè)大學;2008年

5 宋志環(huán);永磁同步電動機電磁振動噪聲源識別技術的研究[D];沈陽工業(yè)大學;2010年

6 韋篤取;永磁同步電動機控制系統(tǒng)混沌行為分析及抑制和鎮(zhèn)定[D];華南理工大學;2011年

7 王麗梅;基于高頻信號注入的永磁同步電動機無位置傳感器控制[D];沈陽工業(yè)大學;2005年

8 于慎波;永磁同步電動機振動與噪聲特性研究[D];沈陽工業(yè)大學;2006年

9 趙清;中型高效永磁同步電動機設計關鍵技術研究[D];沈陽工業(yè)大學;2006年

10 郭振宏;主軸永磁同步電動機及其傳動系統(tǒng)設計研究[D];沈陽工業(yè)大學;1999年

相關碩士學位論文 前10條

1 李波;高動態(tài)性能永磁同步電動機的設計研究[D];湖南大學;2010年

2 丁亞明;盤式無鐵心永磁同步電動機控制性能分析和控制方法研究[D];天津大學;2005年

3 郭超;基于平面倒立擺的雙永磁同步電動機協(xié)調控制的研究[D];杭州電子科技大學;2013年

4 馬箭;永磁同步電動機永磁磁鏈監(jiān)測研究[D];湖南工業(yè)大學;2015年

5 秦振華;雙三相永磁同步電動機故障性能分析[D];鄭州大學;2015年

6 石強;永磁同步電動機無位置傳感器控制技術研究[D];山東大學;2015年

7 楊智;船用高速永磁同步電動機的設計研究[D];中國艦船研究院;2015年

8 黃立軍;基于DSP電機勵磁的矢量控制系統(tǒng)設計與驗證[D];大連理工大學;2015年

9 尹青華;永磁同步電動機電磁—機械應力耦合場的研究[D];華北電力大學;2015年

10 周士超;基于DSP的CAN總線伺服控制器的研制[D];黑龍江大學;2015年

，

本文編號：2477195