永磁同步電動(dòng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)及弱磁調(diào)速.pdf

1、永磁同步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上沒(méi)有勵(lì)磁繞組，使用永磁體產(chǎn)生電機(jī)旋轉(zhuǎn)所需的磁場(chǎng)，和感應(yīng)電機(jī)相比有體積更小，質(zhì)量更輕；功率因數(shù)、效率更高；可靠性更高等特點(diǎn)，永磁同步電動(dòng)機(jī)是國(guó)家“十二五”期間廣泛推廣使用的新型節(jié)能電機(jī)，其廣泛適用于宇航、軍事、船舶電力推進(jìn)、風(fēng)機(jī)水泵、電梯、空調(diào)、直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)以及新能源汽車(chē)等領(lǐng)域，且多數(shù)永磁同步電機(jī)伺服控制系統(tǒng)需要變頻調(diào)速，由于該種電機(jī)電磁參數(shù)非線性，變頻器供電時(shí)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大，開(kāi)環(huán)運(yùn)行平穩(wěn)度差、噪聲大。在某些特殊應(yīng)用

2、場(chǎng)合，如電力推動(dòng)，主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和電動(dòng)汽車(chē)中，需要較寬的轉(zhuǎn)速范圍，電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)從恒轉(zhuǎn)矩區(qū)域向恒功率區(qū)域延伸，這可以通過(guò)弱磁方法實(shí)現(xiàn)。
　　本文針對(duì)永磁同步電動(dòng)機(jī)變頻控制系統(tǒng)的硬件部分及弱磁控制策略展開(kāi)研究，具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　1、在實(shí)驗(yàn)室原有2.2kW永磁同步電機(jī)變頻控制系統(tǒng)硬件電路的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一臺(tái)功率為30kW的永磁同步電機(jī)變頻控制系統(tǒng)。重點(diǎn)完成了主回路設(shè)計(jì)、器件選型、IGBT驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)等內(nèi)容，其中為了減小線路間

3、的雜散電感，主回路采用疊層母排設(shè)計(jì)。驅(qū)動(dòng)電路采用CONCEPT公司的2SC0108T作為驅(qū)動(dòng)核?？刂齐娐凡糠衷谠械幕A(chǔ)上進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。目前該變頻控制系統(tǒng)已經(jīng)集成組裝完成，并且在2.2kW小功率異步電動(dòng)機(jī)上對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明能夠控制電機(jī)的運(yùn)行。
　　2、深入研究了永磁同步電動(dòng)機(jī)的矢量控制原理，在MATLAB下搭建雙閉環(huán)仿真模型，并對(duì)電機(jī)起動(dòng)、調(diào)速、負(fù)載突變、過(guò)載能力等性能進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明電機(jī)的各項(xiàng)性

4、能與理論分析相符合，為后續(xù)研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　3、在分析永磁同步電動(dòng)機(jī)的弱磁控制原理的基礎(chǔ)上，選用梯度下降法進(jìn)行弱磁調(diào)速，對(duì)該方法進(jìn)行了深入的研究。
　　4、針對(duì)內(nèi)置式永磁同步電動(dòng)機(jī)弱磁調(diào)速（在額定轉(zhuǎn)速以上運(yùn)行）時(shí)，受到直流母線電壓的限制，電機(jī)的帶載能力會(huì)有所下降的問(wèn)題，本文將最小幅度誤差過(guò)調(diào)制方法引入永磁同步電動(dòng)機(jī)的弱磁運(yùn)行區(qū)域，以提高直流母線電壓利用率，進(jìn)而提高弱磁區(qū)域的帶載能力。將該方法與梯度下降法結(jié)合，在MA