永磁同步電機(jī)矢量控制策略的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、永磁同步電機(jī)由于具有重量輕、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小、調(diào)速范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代化工業(yè)控制等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，其前景和發(fā)展趨勢(shì)不容小覷。電機(jī)采用的控制策略的差異，對(duì)其實(shí)際運(yùn)行性能的影響頗深，基于此，對(duì)電機(jī)控制系統(tǒng)展開(kāi)研究有著極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　課題針對(duì)永磁同步電機(jī)本體和矢量控制算法展開(kāi)研究。
　　首先，本文介紹了永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)組成和工作原理，在深入理解電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式后，給出了永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型?；凇半p反應(yīng)理論”

2、，通過(guò)坐標(biāo)變換，將電機(jī)從空間角度互差120°的定子三相ABC靜止坐標(biāo)系變換到相互垂直的轉(zhuǎn)子兩相d-q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系。在d-q軸系下，電機(jī)轉(zhuǎn)矩方程得以簡(jiǎn)化，結(jié)合課題采用的表面貼裝式永磁同步電機(jī)類型，轉(zhuǎn)矩的大小就正比于永磁體磁鏈和定子q軸電流分量的乘積。
　　其次，就矢量控制算法的基本原理和幾種具體的實(shí)現(xiàn)方法展開(kāi)討論。由于永磁體磁鏈大小已知，因此對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩大小的控制可以轉(zhuǎn)化為對(duì)電機(jī)電流大小的控制，可以進(jìn)一步歸結(jié)為對(duì)d軸和q軸電流分量進(jìn)行調(diào)

3、節(jié)，于是選取“id=0”矢量控制方法，即把定子電流固定在q軸方向上，使其與永磁體磁鏈正交，該方法計(jì)算簡(jiǎn)單，控制性能良好，形成了“轉(zhuǎn)速—轉(zhuǎn)矩—電流”的控制鏈條。
　　空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)作為矢量控制過(guò)程中非常重要的環(huán)節(jié)，論文對(duì)它的基本原理和算法實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)描述，該技術(shù)把對(duì)磁場(chǎng)圓形軌跡問(wèn)題的研究轉(zhuǎn)化為對(duì)電壓矢量運(yùn)動(dòng)軌跡的研究，是輸出三相正弦電壓實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速的關(guān)鍵。
　　在熟悉矢量控制流程和各個(gè)實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)后，課題通過(guò)MATLAB/

4、Simulink仿真環(huán)境搭建仿真模型驗(yàn)證算法本身和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性。根據(jù)MATLAB/Simulink提供的SimPowerSystems擴(kuò)展模塊庫(kù)對(duì)電機(jī)矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真;結(jié)合實(shí)驗(yàn)過(guò)程中實(shí)際使用的DSP(Digital Signal Processor)芯片TMS320F28035和DBL140P永磁同步電機(jī)，通過(guò)MATLAB與CCS(Code Composer Studio)編程環(huán)境的交互式開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)仿真模型代碼的自動(dòng)生成，完成了實(shí)

5、際電機(jī)的調(diào)速控制。
　　本研究的工作重點(diǎn)在于，利用兩種仿真模型依次對(duì)矢量控制算法效果進(jìn)行驗(yàn)證，分別是MATLAB純軟件仿真和真實(shí)的電機(jī)實(shí)驗(yàn)。前者利用一系列仿真參數(shù)效果圖對(duì)比觀察，后者則通過(guò)電機(jī)運(yùn)行效果直觀體現(xiàn)，二者充分證明了矢量控制策略作為永磁同步電機(jī)調(diào)速控制算法的可行性和實(shí)用性。結(jié)果表明，該電機(jī)矢量控制系統(tǒng)啟動(dòng)和制動(dòng)性能良好，速度波動(dòng)周期短，轉(zhuǎn)矩突變時(shí)電流能夠迅速響應(yīng)變化，運(yùn)行期間轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，完美的詮釋了矢量控制算法的優(yōu)越性，說(shuō)明