發(fā)布時間：2017-08-26 10:13

  本文關鍵詞：四相電勵磁雙凸極電動機控制拓撲研究

  更多相關文章： 電勵磁雙凸極電機 驅動系統(tǒng) 熱分析 勵磁復用 電流型 LabVIEW FPGA

【摘要】：電勵磁雙凸極電機結構簡單、可靠性高、勵磁可調、控制靈活,有較大的研究和應用價值。本文主要研究了四相電勵磁雙凸極電動機(WFDSM)的驅動系統(tǒng),詳細分析了四相WFDSM在傳統(tǒng)控制拓撲和勵磁復用的新型控制拓撲下的工作原理。本文首先推導了四相WFDSM的數(shù)學模型,闡述了它的工作原理,對單相通電情況進行了有限元仿真,得到輸出最大平均轉矩對應的優(yōu)化導通區(qū)間。對傳統(tǒng)控制拓撲下四相WFDSM在標準角控制和提前角控制下的工作模態(tài)進行了分析與仿真,采用適當提前角控制有利于提高相電流,并使相電流在優(yōu)化導通區(qū)間內達到較大值,從而可以提高電機輸出功率。為了考慮溫升對繞組電阻及銅損的影響,對四相WFDSM的磁場-熱場進行了耦合仿真,仿真結果表明:該電動機的主要損耗為銅損,由于繞組是主要的熱源載荷,且繞組散熱條件差,導致其溫度較高。其次,提出了一種勵磁復用的新型控制拓撲,其勵磁繞組不僅為電機提供勵磁磁場,而且作為Buck變換器的電感。論文對勵磁復用的新型控制拓撲的典型電流型工作模式、典型電壓型工作模式以及一般工作模式進行了分析與仿真。低速輕載時,電機工作于電流型模式的區(qū)間長;高速重載時,電機工作于電流型模式的區(qū)間短。最后,基于LabVIEWFPGA平臺,設計了四相WFDSM控制系統(tǒng),實現(xiàn)了位置信號處理、轉速計算、逆變器控制、閉環(huán)控制以及保護等功能。通過實驗獲得了電機的機械特性,并對電動機進行了閉環(huán)控制,實驗結果驗證了四相WFDSM在勵磁復用的新型控制拓撲下具有良好的運行性能。
【關鍵詞】：電勵磁雙凸極電機 驅動系統(tǒng) 熱分析 勵磁復用 電流型 LabVIEW FPGA
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM301
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-11
• 注釋表11-12
• 縮略詞12-13
• 第一章 緒論13-20
• 1.1 電勵磁雙凸極電機研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2 電機損耗與溫升研究的意義與現(xiàn)狀15-16
• 1.3 虛擬儀器在電機研究平臺的利用16-18
• 1.4 課題研究內容18-20
• 第二章 四相電勵磁雙凸極電動機工作原理與熱分析20-46
• 2.1 四相WFDSM的數(shù)學模型20-22
• 2.2 四相WFDSM的工作原理22-24
• 2.3 四相WFDSM單相通電控制仿真分析24-27
• 2.4 傳統(tǒng)控制拓撲下四相WFDSM的電動特性27-34
• 2.4.1 標準角控制27-30
• 2.4.2 提前角控制30-34
• 2.5 電動機熱場分析34-44
• 2.5.1 損耗計算34-36
• 2.5.2 電動機溫度場ANSYS仿真流程36-40
• 2.5.3 電動機電磁-熱單向耦合穩(wěn)態(tài)熱分析40-41
• 2.5.4 電動機電磁-熱單向耦合瞬態(tài)熱分析41-43
• 2.5.5 電動機電磁-熱雙向耦合穩(wěn)態(tài)熱分析43-44
• 2.6 本章小結44-46
• 第三章 勵磁復用的電勵磁雙凸極電動機工作原理46-57
• 3.1 勵磁復用的新型控制拓撲46
• 3.2 勵磁復用的電勵磁雙凸極電動機工作原理分析46-50
• 3.3 勵磁復用的電勵磁雙凸極電動機仿真分析50-55
• 3.3.1 典型電流型工作模式仿真分析50-52
• 3.3.2 典型電壓型工作模式仿真分析52-54
• 3.3.3 一般工作模式仿真分析54-55
• 3.4 本章小結55-57
• 第四章 基于LabVIEW FPGA的控制系統(tǒng)軟件設計及實驗分析57-86
• 4.1 軟件介紹57-58
• 4.2 硬件介紹58
• 4.3 控制系統(tǒng)概述58-61
• 4.4 控制程序各功能模塊具體實現(xiàn)61-74
• 4.4.1 位置信號處理61-62
• 4.4.2 轉速計算62-66
• 4.4.3 位置信號校對66-67
• 4.4.4 逆變器控制67-70
• 4.4.5 閉環(huán)控制70-73
• 4.4.6 保護程序73-74
• 4.5 實驗分析74-85
• 4.5.1 實驗平臺74-75
• 4.5.2 傳統(tǒng)控制拓撲下的實驗及分析75-78
• 4.5.3 勵磁復用的新型控制拓撲下的實驗及分析78-85
• 4.6 本章小結85-86
• 第五章 總結與展望86-88
• 5.1 工作總結86-87
• 5.2 后續(xù)研究展望87-88
• 參考文獻88-92
• 致謝92-93
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文93

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本文編號：740988