【摘要】：隨著稀土永磁材料性能的不斷提高及其產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，大功率永磁同步電機的功率等級已從數(shù)百千瓦發(fā)展到數(shù)兆瓦乃至數(shù)十兆瓦。在工業(yè)傳動、電力機車牽引、船舶推進及風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域，以其高效節(jié)能、綠色環(huán)保而得到廣泛應(yīng)用。本文以大功率永磁同步電機變頻調(diào)速系統(tǒng)作為研究對象，變頻器采用二極管箝位型雙三電平交直交拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，基于空間矢量調(diào)制直接轉(zhuǎn)矩控制原理，研究其魯棒控制策略，以推動大功率永磁同步電機在礦井提升機等調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用。 本文提出了一種三電平PWM整流器的H∞魯棒控制策略。本文考慮PWM整流器各種不確定性，以奇異值作為系統(tǒng)性能及穩(wěn)定性分析的測度，詳細(xì)分析了前饋解耦方法無法實現(xiàn)多變量系統(tǒng)完全意義上解耦控制的原因。本文以閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性及性能條件為依據(jù)，從系統(tǒng)帶寬的角度選擇恰當(dāng)?shù)臋?quán)函數(shù)，構(gòu)建PWM整流器H∞魯棒控制增廣被控對象，進行控制器綜合。經(jīng)仿真分析與實驗驗證，所設(shè)計控制器具有較高的魯棒穩(wěn)定性與性能。 本文提出了一種基于L2增益的永磁同步電機空間矢量調(diào)制直接轉(zhuǎn)矩非線性H∞魯棒控制策略。永磁同步電機數(shù)學(xué)模型存在固有的非線性物理關(guān)系及參數(shù)攝動。本文以永磁同步電機空間矢量調(diào)制直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)存在著不確定性為前提，以耗散不等式理論為依據(jù)，構(gòu)造存儲函數(shù)，證明對于子系統(tǒng)所設(shè)計的虛擬鎮(zhèn)定函數(shù)能夠滿足基于L2增益的非線性H∞魯棒控制器的兩個設(shè)計要求，從而保證所設(shè)計的控制器能夠使永磁同步電機控制系統(tǒng)具有較好的控制性能以及較強的魯棒性。經(jīng)仿真分析與實驗驗證，所設(shè)計控制器具有較高的魯棒穩(wěn)定性與性能。 本文提出了一種具有工程實用價值的凸極永磁同步電機轉(zhuǎn)子初始位置快速估計方法。依據(jù)定子側(cè)響應(yīng)電流id、iq之間的極性關(guān)系及iq的幅值與轉(zhuǎn)子位置密切相關(guān)的特性，采用PI調(diào)節(jié)器設(shè)計了一個閉環(huán)的轉(zhuǎn)子位置估計器，并依據(jù)直軸磁路的飽和特性，通過檢測直軸響應(yīng)電流的直流偏置分量來確定磁極的極性。實驗證明，采用該方法可以快速估計轉(zhuǎn)子初始位置，且精度較高，完全能夠滿足工程實際應(yīng)用要求。 本文采用基于電壓電流混合模型的磁鏈觀測器結(jié)構(gòu)，其電壓模型部分采用改進的積分器方法，以消除積分漂移等現(xiàn)象，并用電流模型對所估計磁鏈進行矯正，，從而實現(xiàn)全速范圍內(nèi)的磁鏈估計，仿真與實驗驗證了所采用的磁鏈觀測器具有較好的性能。
[Abstract]:With the continuous improvement of the properties of rare earth permanent magnet materials and the rapid development of industry, the power level of high-power permanent magnet synchronous motor has developed from hundreds of kilowatts to several megawatts and even tens of megawatts. It is widely used in the fields of industrial transmission, electric locomotive traction, ship propulsion and wind power generation for its high efficiency, energy saving, green and environmental protection. In this paper, the high power permanent magnet synchronous motor (PMSM) frequency control system is studied. The frequency converter adopts diode clamped double three-level AC / DC topology, and based on the direct torque control principle of space vector modulation, the robust control strategy is studied. In order to promote the application of high-power permanent magnet synchronous motor in mine hoist and other speed control systems. This paper presents a H 鈭

本文編號：2285962