本文關(guān)鍵詞：異步電動機控制系統(tǒng)的效率優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電機的主要作用是產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩,在國計民生中起著基礎(chǔ)性作用。其中異步電動機采用按轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制技術(shù)可以得到與直流電機相媲美的調(diào)速性能,作為一種在實際應用中使用量占80%左右的高能量消耗動力設(shè)備,存在著輕載時效率較低的問題,造成了資源的嚴重浪費。本文圍繞異步電動機效率優(yōu)化控制問題展開研究。首先論文利用坐標變換理論,分析了異步電動機在三相靜止坐標系、兩相靜止坐標系以及旋轉(zhuǎn)坐標系下的基本數(shù)學模型。利用基于轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制技術(shù),設(shè)計了按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)外環(huán)、電流調(diào)節(jié)內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng),實現(xiàn)勵磁分量和轉(zhuǎn)矩分量的完全解耦,以達到類似于直流電機調(diào)速的效果。針對異步電動機效率優(yōu)化策略,根據(jù)異步電動機效率優(yōu)化控制原理、異步電動機的各種損耗、模糊控制技術(shù),以及LMC和模糊SC的優(yōu)缺點,著重分析和建立了基于電機損耗的損耗模型控制LMC效率優(yōu)化控制策略、基于模糊在線搜索器SC的效率優(yōu)化控制策略,并采用了一種新型FLSC效率優(yōu)化控制策略的數(shù)學模型及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。理論分析得出,新型FLSC異步電動機效率優(yōu)化控制方法兼有LMC和模糊SC的優(yōu)點,可以做到有效的節(jié)能降耗,具有較高的實用價值。論文以Matlab/Simulink軟件為平臺,依據(jù)實際的異步電動機基本參數(shù)搭建仿真模型。所搭建的仿真模型主要包括有：按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的異步電動機矢量控制仿真模型、基于電機損耗的異步電動機控制仿真模型、模糊在線搜索SC效率優(yōu)化控制仿真模型、FLSC效率尋優(yōu)控制器仿真模型。首先通過仿真驗證了考慮鐵損時的異步電動機仿真模型更能真實地反應電機的實際運行情況。然后,在基于轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制系統(tǒng)中分別切入LMC、模糊SC和FLSC三種尋優(yōu)控制方法,在穩(wěn)態(tài)輕載和動態(tài)運行等條件下進行比較驗證。仿真和實驗研究驗證了FLSC效率優(yōu)化控制策略真正實現(xiàn)了SC算法和LMC算法的統(tǒng)一,兼有收斂速度快和避免電機參數(shù)對結(jié)果的影響等優(yōu)點,是一種極具發(fā)展前途的異步電動機效率優(yōu)化控制策略。
【關(guān)鍵詞】：異步電動機 轉(zhuǎn)子磁鏈定向矢量控制 效率優(yōu)化控制 模糊控制 Matlab/Simulink仿真
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM343;TP273
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 緒論13-21
• 1.1 課題研究背景及意義13-14
• 1.2 異步電動機效率優(yōu)化控制系統(tǒng)綜述14-19
• 1.2.1 三種矢量控制技術(shù)的比較和選擇14-15
• 1.2.2 模糊控制技術(shù)15-16
• 1.2.3 異步電動機效率優(yōu)化概述16-19
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容19-21
• 第2章 異步電動機的數(shù)學模型和基于轉(zhuǎn)子磁鏈定向的變量解耦21-35
• 2.1 異步電動機數(shù)學模型的特性21-22
• 2.2 異步電動機的多變量非線性數(shù)學模型22-24
• 2.3 矢量控制24-28
• 2.3.1 坐標變換24-25
• 2.3.2 Clark變換25-26
• 2.3.3 Park變換26-28
• 2.3.4 兩相同步旋轉(zhuǎn)/三相靜止坐標變換(2r/3s)28
• 2.4 考慮鐵損的異步電動機數(shù)學模型28-31
• 2.4.1 考慮鐵損的異步電動機在兩相靜止坐標系下的數(shù)學模型28-30
• 2.4.2 考慮鐵損的異步電動機在兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型30-31
• 2.5 基于轉(zhuǎn)子磁鏈的異步電動機矢量控制系統(tǒng)31-35
• 2.5.1 基于轉(zhuǎn)子磁鏈定向的變量解耦31-33
• 2.5.2 基于轉(zhuǎn)子磁鏈的異步電動機矢量控制系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)圖33-35
• 第3章 基于常規(guī)算法的效率優(yōu)化控制35-45
• 3.1 異步電動機效率優(yōu)化控制原理35
• 3.2 基于電機損耗的損耗模型控制35-41
• 3.2.1 異步電動機的損耗35-37
• 3.2.2 異步電動機最小損耗控制原理37
• 3.2.3 考慮鐵損時的異步電動機等效電路37-38
• 3.2.4 損耗模型的建立38-40
• 3.2.5 最優(yōu)磁鏈的選擇40-41
• 3.3 基于輸入功率檢測的模糊搜索控制法(SC)41-45
• 3.3.1 模糊控制器41-42
• 3.3.2 模糊在線搜索控制器設(shè)計42-45
• 第4章 基于新型模糊搜索算法的效率優(yōu)化控制系統(tǒng)45-53
• 4.1 模糊SC算法中比例因子選取缺陷分析45
• 4.2 新型模糊搜索(FLSC)控制器比例因子的推導45-47
• 4.3 新型FLSC效率優(yōu)化控制47-53
• 4.3.1 FLSC模糊搜索單元的設(shè)計47-48
• 4.3.2 FLSC算法的控制規(guī)則48-49
• 4.3.3 FLSC算法的隸屬度函數(shù)設(shè)計49-51
• 4.3.4 前饋電磁轉(zhuǎn)矩補償控制51-53
• 第5章 異步電動機控制系統(tǒng)效率優(yōu)化的仿真研究53-70
• 5.1 Matlab/Simulink仿真環(huán)境53
• 5.2 考慮鐵損的異步電動機矢量控制變頻調(diào)速的仿真模型53-60
• 5.2.1 異步電動機矢量控制變頻調(diào)速的仿真模型53-55
• 5.2.2 考慮鐵損的兩相靜止坐標系下異步電動機仿真模型55-57
• 5.2.3 異步電動機矢量控制模塊的仿真模型57-60
• 5.3 LMC的仿真模型60
• 5.4 模糊在線搜索SC效率尋優(yōu)控制器仿真模型60-61
• 5.5 FLSC效率尋優(yōu)控制器仿真模型61-62
• 5.6 仿真結(jié)果及分析62-70
• 5.6.1 考慮鐵損的異步電動機模型仿真實驗63
• 5.6.2 輕載穩(wěn)態(tài)運行實驗63-66
• 5.6.3 動態(tài)運行實驗66-70
• 總結(jié)70-72
• 參考文獻72-77
• 附錄A 攻讀碩士學位期間的科研成果77-78
• 致謝78

  本文關(guān)鍵詞：異步電動機控制系統(tǒng)的效率優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：261198