文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
永磁同步电机直接转矩控制策略的研究
姓名:魏祥林
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:郝晓弘
20080510
摘要永磁同步电机具有结构简单、功率因数高、效率高、转动惯量小等优点,所以采用永磁同步电机的交流伺服系统成为伺服控制系统的发展趋势。直接转矩控制在异步电机中的应用已经相当成功。然而,直接转矩控制在永磁同步电机中的应用才是在最近几年被提出,还有许多基本理论问题需要澄清,并且该策略还有待改进以提高永磁同步电机的转矩控制性能。直接转矩控制和矢量控制是当前永磁同步电机的两种高性能控制策略。为了能更加清楚地认识和了解矢量控制和直接转矩控制在永磁同步电机转矩控制性能上的差异及其内在联系,本文在分析永磁同步电机矢量控制和直接转矩控制的原理与特点的基础上,搭建了这两种控制策略的仿真模型,并进行了大量的仿真研究。仿真结果验证,直接转矩控制的动态响应比矢量控制更加迅速,但存在较大的转矩脉动和磁链脉动。进一步指出直接转矩控制较矢量控制转矩脉动大的实质在于:直接转矩控制中可供选择的电压空间矢量只有八个离散的基本电压空间矢量,并且在每个控制周期定子绕组只能得到唯一电压空间矢量的作用。为了减少常规直接转矩控制的转矩和磁链脉动,将空间矢量调制技术与直接转矩控制策略相结合,构造了一种基于空间矢量调制技术的直接转矩控制方案,称之为狣方案。该方案从驱使转矩和定子磁链误差为零的原则出发确定出参考电压空间矢量,然后利用际鹾铣筛檬噶浚佣迪至说缪箍占矢量的连续调节,有效地减少了转矩和磁链的脉动。仿真结果证明了该控制方案关键词:永磁同步电机;直接转矩控制;矢量控制;狣的正确性和有效性。硕士学位论文
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日期;险荚拢日日期。卿拢耆作者签名:乏屑作者签名:实⒈C芸冢凇!D杲饷芎笫视帽臼谌ㄊ椤学位论文版权使用授权书兰州理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉啊獭⒉槐C芏凇导师签名:
第滦髀永磁同步电机的特点伺服控制系统是数控机床、工业机器人等高性能机电一体化产品的重要组成部分,也是构成工厂自动化不可缺少的基本单元。电动机在伺服系统中作为把电能转换为机械能的主要设备,对其要求主要包括:一是要使电动机具有较高的机电能量转换效率;二是根据生产机械的工艺要求控制和调节电动机的旋转速度【俊5缁目刂菩阅苋绾味蕴岣卟分柿俊⑻岣呃投屎徒谑〉缒苡凶胖苯的决定性作用。电机的高性能控制技术是实现高性能伺服控制系统的核心技术,也是先进制造技术最具代表性的标志之一。随着交流电机控制技术的不断发展,以交流电机为执行电动机的交流伺服系统具有可与直流伺服系统相比的性能,而且能够发挥交流电机的优势,现代伺服驱动控制也逐渐朝着交流电机驱动控制的方向发展。永磁同步电机具有结构简单、功率因数高、效率高、转动惯量小等优点,所以采用永磁同步电机的交流伺服系统成为伺服控制系统的发展趋势。因此永磁同步电机及其高性能控制策略的研究已成为当前的研究热点。本章主要对永磁同步电机的特点及其控制策略进行综述,重点介绍永磁同步电机直接转矩控制策略的研究现状。作为交流伺服系统的执行机构,交流伺服电机应尽可能体积小,重量轻,力矩大,并以准确、快速的动作完成指令要求的任务。所以,交流伺服电机应具备以下基本条件【浚·体积小,重量轻,大转矩输出;●低惯性,以适应速度指令或位置指令的快速变化;宽广的调速范围,即要求伺服电机的转速能够随控制电压的改变能在宽广的范围内连续调节;·转矩脉动小。常用的交流伺服电机主要包括感应式异步电机蛐次狪和永磁同步电机蛐次狿两种【引。异步电机转子结构简单、可靠,在工业中被大量应用,但功率因数低、效率也受影响;电励磁同步电机转子结构较复杂,但功率因数高、效率也高。如果用永磁体励磁代替电励磁绕组构成永磁同步电机,则可兼顾两者的优点。永磁同步电机的定子结构与普通感应电机相同,由三相绕组及铁芯构成,且电枢绕组通常按星形连接。永磁同步电机与电励磁同步电机的最主要的区别在于转子磁路结构,