文档介绍：硕士学位论文
无齿轮曳引永磁同步电机控制技术研究
RESEARCH ON CONTROL TECHNIQUE OF
PERMANENT SYNCHRONOUS
TRACTION MACHINE
汪洋威
哈尔滨工业大学
2011 年 6 月
国内图书分类号:TM921 学校代码:10213
国际图书分类号: 密级:公开
工学硕士学位论文
无齿轮曳引永磁同步电机控制技术研究
硕士研究生:汪洋威
导师:于泳副教授
副导师王高林讲师
申请学位:工学硕士
学科:电力电子与电力传动
所在单位:电气工程系
答辩日期:2011 年 6 月
授予学位单位:哈尔滨工业大学
Classified Index: TM921
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Dissertation for the Master Degree in Engineering
RESEARCH ON CONTROL TECHNIQUE OF
PERMANENT SYNCHRONOUS
TRACTION MACHINE
Candidate: Wang Yangwei
Supervisor: Asso. Prof. Yu Yong
Asso. Supervisor: Lec. Wang Gaolin
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Speciality: Electrical Engineering
Affiliation: Dept. of Electrical Engineering and
Automation
Date of Defence: June, 2011
Degree-Conferring-Institution: Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要
永磁同步电机具有高效节能和控制性能好的特点,应用越来越广泛,采用
永磁同步电机的无齿轮曳引系统已成为新型电梯拖动系统的发展趋势。目前,
在电梯曳引永磁同步电机调速系统中,大都采用绝对式编码器或高分辨率增量
式编码器获取速度信息,以实现高性能速度闭环控制。并在轿厢底部安装称重
传感器以获得负载信息,从而在电梯启动抱闸打开瞬间,能够产生一个与负载
转矩相平衡的电磁转矩,防止电梯发生倒溜,以保证良好的乘梯舒适感,然而
称重传感器的检测信号易受干扰而引起误补偿。为了进一步降低电梯曳引系统
的成本,并提高系统启动控制鲁棒性,本文主要对采用低分辨率增量式光电编
码器的低速测速方法和无称重传感器启动转矩补偿技术进行研究。
首先,对低速测速算法和无称重传感器启动转矩补偿技术的研究现状进行
了综述;然后,根据电梯曳引永磁同步电机的结构特点,建立了数学模型,并
对其矢量控制系统进行了设计与仿真;接着,在详细分析几种常用速度检测算
法及优缺点基础上,根据永磁同步电机的状态方程及全阶状态观测器原理,对
采用增量式光电编码器实现速度检测的连续速度观测器进行了设计;在深入分
析电梯曳引系统的动力学特性基础上,结合实际系统摩擦转矩,提出了两种基
于方向判断的无称重传感器启动转矩补偿方法,以满足无齿轮电梯曳引系统对
起动舒适感的要求;并设计了基于 TMS320F2808 DSP 矢量控制系统的硬件电
路,编写了相应的软件控制程序。
最后,在 11kW 无齿轮曳引永磁同步电机对拖加载实验平台上进行了实验
验证。采用分辨率为 2048 线的普通增量式光电编码器作为位置传感器,在不同
负载情况下对无称重传感器启动转矩补偿方法进行了试验,结果表明所提出方
法能够在电梯启动瞬间实现负载转矩快速补偿,使轿厢系统处于平衡状态,轿
厢不产生倒溜,启动舒适感较好。并将连续速度观测器获得的转速信息作为反
馈信号,进行转速闭环控制,实验表明系统具有较好的低速运行性能。
关键词:永磁同步电机;电梯曳引;低速运行;速度观测器;起动转矩补偿
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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract
Permanent synchronous motor is applied more and