【摘要】：本文基于具有損耗小、效率高、體積小等顯著優(yōu)點的永磁同步電機(PMSM),針對PMSM無位置傳感器控制系統(tǒng)進行研究,同時對于三相逆變器SVPWM調(diào)制策略以及三種低成本電阻采樣方案進行詳細分析研究與比較,在理論分析基礎(chǔ)上設(shè)計相關(guān)硬件來使得110V蓄電池供電的地鐵應(yīng)急通風系統(tǒng)可以安全可靠的運行。本文的主要研究工作包括了以下幾個部分:首先,利用坐標變換對內(nèi)置式永磁同步電機數(shù)學模型進行公式推導,在此基礎(chǔ)之上研究定子磁鏈觀測器及其不同改進方法對定子磁鏈觀測結(jié)果的影響,針對每一種方法進行相關(guān)的公式推導,來嚴謹分析各自特點,并結(jié)合鎖相環(huán)模塊得到準確的轉(zhuǎn)子位置以及轉(zhuǎn)速信息,同時在Matlab/Simulink軟件中進行仿真,來分析比較觀測誤差。然后,分析了七段式SVPWM調(diào)制方法與五段式DSVPWMMIN調(diào)制方法的原理,比較了兩者區(qū)別以及各自造成的逆變器損耗情況,此外研究了兩種方法對于電機相電流諧波含量的影響效果,并基于Matlab/Simulink軟件進行了仿真分析。同時研究了三種低成本電阻采樣方法各自特點,針對直流母線單電阻采樣時間不夠的問題,利用脈沖移相的方法來實現(xiàn)了采樣結(jié)果的改善,并在仿真中對比了單電阻采樣與下橋臂雙電阻采樣的結(jié)果,為硬件設(shè)計提供依據(jù)。最后,在理論分析基礎(chǔ)上進行硬件電路設(shè)計,包括直流輸入電路、IPM逆變器電路、DC/DC電源電路、過溫過流欠壓保護電路、電流電壓采樣電路等,并詳細研究分析了各個電路的特性以及相關(guān)參數(shù)的計算,同時基于TMS320F28035完成了軟件系統(tǒng)的設(shè)計。根據(jù)電路設(shè)計搭建實驗平臺,并在實驗平臺上完成相關(guān)實驗來對前述理論以及仿真結(jié)果進行驗證,實驗結(jié)果表明控制系統(tǒng)可以安全可靠的運行,控制性能較好,通風電機運行噪聲較小,實現(xiàn)了課題項目要求。
【圖文】：

圖２－１邋ＰＭＳＭ結(jié)構(gòu)逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋ＰＭＳＭ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ逡逑

式中：Ａ為補償信號。逡逑系統(tǒng)穩(wěn)定運行時，當補償信號未達到限定值時說明不存在直流偏置現(xiàn)象，限逡逑幅環(huán)節(jié)增益為１，乃Ｇ）為實際磁鏈，，觀測器結(jié)構(gòu)變?yōu)槿鐖D２－５所示，其傳遞函數(shù)為：逡逑ｖ，（＾）邋ｓ邋＋邋ａ＞ｒ逡逑＾７７邋＝邋—Ｌ邐（２－２９）逡逑ｙ（ｓ）邐ｓ逡逑則有：逡逑＾（５）邋＝邋ｘ（５）ｘｌ邐（２－３０）逡逑ｓ逡逑該觀測器未超出限幅值的部分和輸入信號共同作用將其等效為積分環(huán)節(jié)，來逡逑得到實際磁鏈。逡逑ｓ＋ｃｏｃ邐Ｙ逡逑＋邐Ｉ逡逑Ｌ—邋邐＞＜邐１逡逑ｓ＋０）ｃ逡逑圖２＿５未超出限幅值時觀測器結(jié)構(gòu)逡逑Ｆｉｇ．邋２－５邋Ｏｂｓｅｒｖｅｒ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｗｉｔｈｏｕｔ邋ｅｘｃｅｅｄｉｎｇ邋ｔｈｅ邋ｌｉｍｉｔ邋ｖａｌｕｅ逡逑當補償信號達到限幅值時，補償信號實際為削頂?shù)恼也ǎ霾糠质沟糜^逡逑測器結(jié)構(gòu)變?yōu)槿鐖D２－６所示，輸出信號變?yōu)椋哄义夏耍埃絅」＾邋＋外）邐Ｐ－３１）逡逑ｓ邋＋邋ｃｏｃ逡逑將（２－３１）經(jīng)拉氏反變換得到：逡逑ｙ］（ｔ）邋＝邋ｙ（ｔ）邋＋邋ｃＤｃ．Ｌｅ－＾邐（２－３２）逡逑式中：叱隨時間增加最終變?yōu)椋埃藭r觀測器變?yōu)橐浑A低通濾波器形式。逡逑ｓ＋０）ｃ邐Ｙ逡逑＋邋Ｉ邐１邐Ｉ邐１逡逑Ｉ—邐４—邋Ｊ逡逑什扮ｃ「邐＾逡逑圖２－６達到限幅值時觀測器結(jié)構(gòu)逡逑Ｆｉｇ．邋２－６邋Ｏｂｓｅｒｖｅｒ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｗｈｅｎ邋ｔｈｅ邋ｃｌｉｐｐｉｎｇ邋ｖａｌｕｅ邋ｉｓ邋ｒｅａｃｈｅｄ逡逑從上面的分析可知，飽和反饋方法特性介于純積分與一階低通濾波之間，在逡逑輸入信號直流量較大時，補償信號為削頂?shù)恼也�，會造成輸出磁鏈波形的畸變。逡逑此�?
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM341

【參考文獻】

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本文編號：2705565