新型雙凸極永磁電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)研究.pdf

1、雙凸極永磁電機(jī)(DoublySalientPermanentMagnetMotor，簡稱DSPM電機(jī))調(diào)速系統(tǒng)是隨著功率電子學(xué)和微電子學(xué)的飛速發(fā)展而在90年代出現(xiàn)的一種新型可控交流調(diào)速系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡單、控制靈活、高效率高功率密度等優(yōu)點(diǎn)，正受到人們越來越多的關(guān)注。 本文首先介紹了DSPM電機(jī)的由來，綜述了國內(nèi)外的研究概況，指出目前國內(nèi)外的研究主要集中在電機(jī)的基礎(chǔ)理論、靜態(tài)特性、控制策略以及新結(jié)構(gòu)DSPM電機(jī)的開發(fā)上，而對調(diào)速系統(tǒng)

2、控制方法、降低轉(zhuǎn)矩脈動率以及系統(tǒng)無位置傳感器運(yùn)行的研究很少涉及，但這三者對提高DSPM電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)性能是至關(guān)重要的，因此展開對三者的研究，不僅具有重要的理論意義，而且具有很高的實(shí)用價(jià)值。 在分析了DSPM電機(jī)運(yùn)行的基本原理基礎(chǔ)上，建立了DSPM電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，分析了DSPM電機(jī)的機(jī)械特性，為DSPM電機(jī)系統(tǒng)的分析奠定了理論基礎(chǔ)。 針對雙凸極永磁電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩、電流等參數(shù)具有很強(qiáng)的非線性關(guān)系這一特點(diǎn)，提出了適合于單

3、片機(jī)上實(shí)現(xiàn)的積分分離自調(diào)整模糊PI控制器和變參數(shù)PI控制器。在積分分離自調(diào)整模糊PI控制器中，介紹了模糊控制規(guī)則的生成方法以及模糊控制器與PI控制器的對接，在建立仿真模型的基礎(chǔ)上，用遺傳算法對其量化因子和比例因子初始值進(jìn)行優(yōu)化，使之在雙凸極永磁電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速調(diào)負(fù)載過程中，獲得了良好的動態(tài)和靜態(tài)特性；在變參數(shù)PI控制器中，根據(jù)常規(guī)PI控制器參數(shù)的不同作用，設(shè)計(jì)了易于單片機(jī)計(jì)算的參數(shù)可變的PI控制器，并通過仿真模型用遺傳算法對變參數(shù)PI

4、控制器進(jìn)行了整定，仿真分析和實(shí)驗(yàn)均表明變參數(shù)PI控制器比常規(guī)PI控制器擁有更廣范圍的動態(tài)和靜態(tài)特性。 從DSPM電機(jī)轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的原理出發(fā)，導(dǎo)出了轉(zhuǎn)矩脈動率的函數(shù)表達(dá)式，分析了斬波情況下轉(zhuǎn)矩脈動率產(chǎn)生的主要原因，提出了通過優(yōu)化控制角來降低轉(zhuǎn)矩脈動率的方法，針對目前廣泛研究的兩種電機(jī)(6/4極和8/6極)轉(zhuǎn)矩分布的特點(diǎn)，采用了不同的轉(zhuǎn)矩脈動率降低方案，通過遺傳算法優(yōu)化了控制角，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 分析了在斜槽情況下電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動

5、率的大小，針對斜槽情況下反電勢近似正弦，分析了8/6極DSPM電機(jī)實(shí)行兩相運(yùn)行時(shí)所需的硬件構(gòu)成和相應(yīng)軟件所要完成的任針對DSPM電機(jī)磁鏈、位置角和電流之間的強(qiáng)烈非線性特性，提出用非線性模型描述非線性特性的概念，利用改進(jìn)的自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了磁鏈、位置角和電流之間的非線性模型，為今后進(jìn)行DSPM電機(jī)的實(shí)時(shí)在線控制研究奠定了基礎(chǔ)。 實(shí)現(xiàn)了基于80C196KD微處理器的充分實(shí)現(xiàn)DSPM電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)各項(xiàng)性能的硬件和軟件系統(tǒng)，分析了功