船用永磁同步電機數(shù)字控制系統(tǒng)設計.pdf

1、船舶電力推進技術因具有調速范圍廣、安裝方便、操作靈活等優(yōu)點，得到了世界造船強國的廣泛應用。而永磁同步電機具有功率密度大、運行效率高、控制性能好等優(yōu)點，非常適宜作為電力推進船舶的推進電機，因此，針對其控制系統(tǒng)的研究具有重要的理論意義和實踐價值。本文以永磁同步電機為控制對象，主要對其直接轉矩控制理論進行深入分析研究，在此基礎上設計永磁同步電機控制系統(tǒng)。
　　文章首先概述了船舶電力推進技術與永磁同步電機的研究現(xiàn)狀。根據(jù)永磁同步電機的數(shù)學

2、模型，引入直接轉矩控制的基本方法，分析基于空間矢量脈寬調制的直接轉矩控制實現(xiàn)方法。
　　其次基于提高永磁同步電機功率因數(shù)和運行效率的目的，分析功率因數(shù)角與定子磁鏈的關系，結合空間矢量脈寬調制技術研究一種磁鏈自適應單位功率因數(shù)直接轉矩控制方法，詳細推導其實現(xiàn)過程，特別是給定定子磁鏈幅值計算方法，并在 Matlab/Simulink平臺建立磁鏈自適應單位功率因數(shù)控制仿真模型，分析仿真結果，表明了控制方法能使電機在單位功率因數(shù)狀態(tài)下工作

3、。
　　接著針對永磁同步電機直接轉矩控制中轉矩脈動較大問題，研究反饋線性化算法并確定精確線性化條件，設計反饋線性化控制器，結合空間矢量脈寬調制技術，實現(xiàn)反饋線性化直接轉矩控制方法，并建立仿真模型，仿真分析表明反饋線性化的引入使控制系統(tǒng)轉矩脈動有效降低。
　　然后結合磁鏈自適應直接轉矩控制方法與反饋線性化直接轉矩控制方法，研究基于磁鏈自適應的永磁同步電機反饋線性化直接轉矩控制策略，在提高功率因數(shù)的同時可有效降低轉矩脈動。建立其

4、仿真模型，仿真分析表明了控制方法能實現(xiàn)電機在單位功率因數(shù)狀態(tài)下運行并且降低了轉矩脈動。
　　最后設計永磁同步電機控制系統(tǒng)。以 DSP2812為控制核心構建控制系統(tǒng)，并設計主電路、驅動和隔離電路、信號檢測電路以及保護電路等。在CCS3.3開發(fā)環(huán)境下完成軟件系統(tǒng)程序的編寫，包括控制系統(tǒng)主程序、中斷子程序和故障保護程序等。通過實驗平臺的搭建，對本文設計的控制系統(tǒng)進行實驗測試，得到部分實驗波形，并分析實驗結果，驗證了直接轉矩控制策略的有效