【摘要】：永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制,以其轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快速性與強(qiáng)魯棒性得到廣泛關(guān)注。針對其存在的轉(zhuǎn)矩與磁鏈脈動問題,本文在永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制中運(yùn)用模型預(yù)測控制算法,以算法滾動優(yōu)化與反饋校正的特點(diǎn)對轉(zhuǎn)矩、磁鏈脈動進(jìn)行抑制;并在此基礎(chǔ)上對模型預(yù)測直接轉(zhuǎn)矩控制做出以下優(yōu)化:運(yùn)用空間電壓矢量細(xì)分的相關(guān)理論方法,增加可預(yù)測電壓矢量的個數(shù),提升預(yù)測精度;同時,以永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)矩變化率與電壓矢量交軸分量的關(guān)系為基礎(chǔ),對預(yù)測運(yùn)算進(jìn)行簡化處理,增進(jìn)算法適用性。運(yùn)用仿真軟件驗(yàn)證了該算法的可行性和有效性。以STM32F103單片機(jī)為主控芯片,設(shè)計(jì)并搭建了永磁同步電機(jī)交流調(diào)速控制系統(tǒng)。并在此硬件平臺的基礎(chǔ)上運(yùn)用IAR對系統(tǒng)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì),主要包括:上電初期完成電機(jī)起動,電流、速度和給定量的采樣與控制以及模型預(yù)測直接轉(zhuǎn)矩控制策略的實(shí)現(xiàn)等。在硬件平臺上進(jìn)行測試與驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,優(yōu)化后的模型預(yù)測直接轉(zhuǎn)矩控制使得系統(tǒng)相電流波形正弦度高、高次諧波得到抑制;而且簡化后的算法使得系統(tǒng)運(yùn)行時間顯著降低。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP273;TM341
【圖文】：

圖3-10 PMSM-MPDTC系統(tǒng)仿真圖Fig.3-10 System block diagram of PMSM-DTC仿真電機(jī)參數(shù)如表 3-2 所示表 3-2 永磁同步電機(jī)仿真參數(shù)Tab.3-2 Simulation parameters of permanent magnet synchronous motor參 數(shù) 數(shù) 值額定電壓 Vdc/V 250額定轉(zhuǎn)速 n/r·min-12500額定轉(zhuǎn)矩 Ten/N·m 10極對數(shù) P 4定子電阻 Rs/Ω 1.3定子電感 Ls/mH 0.825永磁體磁鏈 f/Wb 0.175此時，使系統(tǒng)運(yùn)行在負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 5N·m、轉(zhuǎn)速為 1500 r·min-1、定子磁鏈為 0.2 Wb、逆變器開關(guān)頻率為 200KHz 的情況下，傳統(tǒng) DTC、MPDTC、與優(yōu)化 MPDTC 的轉(zhuǎn)

圖 4-4 IPM 模塊與霍爾電流傳感器原理圖Fig.4-4 Principle of IPM module and hall current sensor4.1.3 轉(zhuǎn)子信息反饋處理電路實(shí)現(xiàn)電機(jī)的控制需要通過轉(zhuǎn)子信息反饋電路中的多個傳感器實(shí)時對電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角等進(jìn)行實(shí)時反饋與計(jì)算。位置傳感器按照結(jié)構(gòu)原理的不同可以分為光電式編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器以及混合式光電位置傳感器，其中光電式編碼器又分為增量型和絕對型。增量型光電編碼器的特點(diǎn)在于每產(chǎn)生一個角位移增量，就輸出相應(yīng)的脈沖，但無法確定轉(zhuǎn)子的具體位置，因此在上電初期無法確定電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置。絕對式光電編碼器在轉(zhuǎn)軸的任意位置都可以輸出一個固定的數(shù)字碼，因此可以隨時得知轉(zhuǎn)子的具體位置，并且能夠在電機(jī)上電時讀出轉(zhuǎn)子的初始位置。相對于增量型光電編碼器而言，絕對型光電編碼器在技術(shù)上要復(fù)雜的多。采用 SVPWM 方式控制電機(jī)時，電機(jī)起動時只有施加相應(yīng)的電壓矢量才能完成起動，因此獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置非常重要。本實(shí)驗(yàn)平臺中采用的是一套由霍爾傳感器與增量型光電編碼器組合而成的混合式光電傳感器。在電機(jī)起動時首先通過一組霍爾傳感器測得電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置，在 SVPWM 控制策略下完成電機(jī)起動，啟動過程結(jié)束后

AUBUZUAUBUZUUUVUWUUUVUWUa光電式編碼器輸出信號 b霍爾傳感器輸出信號圖 4-5 光電式編碼器與霍爾傳感器輸出信號Fig.4-5 Output signal of photoelectric encoder and hall sensor傳感器輸出的兩組信號，先分別經(jīng)差動接收電路處理，再經(jīng)過反向施密特觸發(fā)器整形后得到穩(wěn)定的脈沖信號，最后進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。如圖 4-6 所示為位置信號處理原理圖，選取的芯片為 AM26LS32（四路差動信號驅(qū)動器）與 74LVC14（六路反向施密特觸發(fā)器）。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 彭妍潔;王海濤;陳玉峰;徐明;;永磁同步電機(jī)的積分反推-滑模轉(zhuǎn)角控制[J];微特電機(jī);年期

2 汪坤;李晨懿;盧文清;徐永海;;電壓暫降對變頻調(diào)速永磁同步電機(jī)運(yùn)行性能的影響研究[J];現(xiàn)代電力;2019年01期

3 張震;沈?qū)W珂;程欣;;永磁同步電機(jī)全速范圍內(nèi)無位置傳感器控制[J];鄭州大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);年期

4 陸剛;;透析永磁同步電機(jī)的應(yīng)用技術(shù)[J];電源世界;2018年04期

5 樊英;譚超;;內(nèi)置式交替極永磁同步電機(jī)性能及機(jī)理研究[J];電工技術(shù)學(xué)報;2018年11期

6 閆榮妮;王瑞男;張偉;;永磁同步電機(jī)控制策略研究[J];防爆電機(jī);2018年04期

7 楊立超;王赫;于海蒂;;內(nèi)置式永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)與電磁耦合分析[J];內(nèi)燃機(jī)與配件;2018年20期

8 韓清振;何仁;;車用永磁同步電機(jī)穩(wěn)定性分析[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報;2016年11期

9 蘇鳴翰;;永磁同步電機(jī)的模糊控制研究[J];鞍山師范學(xué)院學(xué)報;2016年04期

10 于慎波;李紅;翟鳳軍;鐘雙雙;夏鵬澎;;基于nCode Design-Life的永磁同步電機(jī)主軸的疲勞特性分析[J];組合機(jī)床與自動化加工技術(shù);2017年01期

相關(guān)會議論文 前10條

1 才立忠;吳衛(wèi)楠;饒界;盧有君;李艷斌;;基于耦合場仿真的永磁同步電機(jī)噪聲分析[A];2016中國汽車工程學(xué)會年會論文集[C];2016年

2 張立軍;方杰;王心堅(jiān);孟德建;;永磁同步電機(jī)電磁振動多場耦合建模與分析[A];2016中國汽車工程學(xué)會年會論文集[C];2016年

3 徐煜昊;夏加寬;李天元;;電動汽車驅(qū)動用永磁同步電機(jī)的設(shè)計(jì)與分析[A];第十四屆沈陽科學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2017年

4 宋得雪;聶磊;彭兵;;分?jǐn)?shù)槽交替極永磁同步電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分析[A];第十四屆沈陽科學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2017年

5 董新宇;趙希梅;;基于滑�？刂频挠来磐诫姍C(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制[A];第十四屆沈陽科學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2017年

6 王正祥;于明湖;;壓應(yīng)力對壓縮機(jī)用永磁同步電機(jī)鐵損的影響及改善分析[A];2016年中國家用電器技術(shù)大會論文集[C];2016年

7 李風(fēng)輝;董婷;;電動汽車用多相永磁同步電機(jī)的設(shè)計(jì)與分析[A];第十三屆沈陽科學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2016年

8 雷鳴凱;朱國昕;;永磁同步電機(jī)帶遺忘因子的迭代學(xué)習(xí)控制[A];第十三屆沈陽科學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2016年

9 李生祥;韓雪巖;;高速永磁同步電機(jī)三維全域溫度場數(shù)值計(jì)算[A];第十二屆沈陽科學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2015年

10 張gq星;楊霞;;一種改進(jìn)的SVPWM永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)研究[A];第十二屆沈陽科學(xué)學(xué)術(shù)年會論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2015年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 記者 陳正軍;嵊州，奏響產(chǎn)業(yè)升級進(jìn)行曲[N];紹興日報;2017年

2 申軍平　雷冬梅;永磁同步電機(jī)承擔(dān)主牽引驅(qū)動[N];運(yùn)城日報;2010年

3 張永法;F2TP永磁同步電機(jī)掀起節(jié)能革命[N];中國紡織報;2007年

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

5 楊建光;永磁同步電機(jī)牽引系統(tǒng)研發(fā)取得突破[N];人民鐵道;2015年

6 劉文碩;高效永磁同步電機(jī)降低設(shè)備電力損耗[N];中國紡織報;2007年

7 吳濤;永銅選廠球磨機(jī)同步電機(jī)勵磁裝置改造成功[N];中國有色金屬報;2005年

8 ;超高速防爆變頻調(diào)速同步電機(jī)研制成功[N];中國技術(shù)市場報;2011年

9 本報記者 丁波;“上上下下”更綠色[N];解放日報;2005年

10 記者 李文峰 通訊員 姜尚昆 易臣;全球首套盾構(gòu)機(jī)永磁同步電機(jī)交付[N];湖南日報;2016年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 喬峰;永磁同步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)幾類自適應(yīng)控制策略研究[D];山東大學(xué);2018年

2 曾德鵬;多單元永磁同步電機(jī)無機(jī)械負(fù)荷間接測試方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

3 于吉坤;高速永磁同步電機(jī)電磁分析與轉(zhuǎn)子動力學(xué)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2017年

4 王東東;同步電機(jī)及虛擬同步電機(jī)的等效Lorenz模型及穩(wěn)定性分析[D];華南理工大學(xué);2017年

5 肖海峰;永磁同步電機(jī)精確控制方法及若干關(guān)鍵問題研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2016年

6 鄧惟滔;永磁同步電機(jī)系統(tǒng)參數(shù)辨識與轉(zhuǎn)矩波動抑制[D];天津大學(xué);2017年

7 陸ZK泉;永磁同步電機(jī)無傳感器矢量控制技術(shù)研究[D];東南大學(xué);2016年

8 李東;永磁同步電機(jī)的混沌控制方法研究[D];重慶大學(xué);2008年

9 史婷娜;低速大轉(zhuǎn)矩永磁同步電機(jī)及其控制系統(tǒng)[D];天津大學(xué);2009年

10 王松;永磁同步電機(jī)的參數(shù)辨識及控制策略研究[D];北京交通大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 高江;永磁同步電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D];西安科技大學(xué);2018年

2 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

3 李田桃;永磁同步電機(jī)滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)研究[D];西安科技大學(xué);2018年

4 黨威望;基于MRAS永磁同步電機(jī)參數(shù)辨識的研究[D];西安科技大學(xué);2018年

5 秦大偉;永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D];安徽理工大學(xué);2018年

6 李忠祥;永磁同步電機(jī)無速度傳感器控制系統(tǒng)的研究[D];安徽理工大學(xué);2018年

7 劉偉;基于永磁同步電機(jī)的電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)控制算法研究[D];吉林大學(xué);2018年

8 張力;內(nèi)置式永磁同步電機(jī)磁鋼渦流損耗和并繞導(dǎo)線間環(huán)流研究[D];重慶大學(xué);2017年

9 朱厚鈺;鐵氧體永磁輔助式磁阻同步電機(jī)無傳感器控制策略研究[D];湖北工業(yè)大學(xué);2018年

10 王櫪輝;兩極異步起動鐵氧體永磁同步電機(jī)研究[D];湖北工業(yè)大學(xué);2018年

本文編號：2781848