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文檔簡介
1、永磁同步電機具有結(jié)構(gòu)簡單,效率高,可控性好等諸多優(yōu)點,如今已經(jīng)逐步取代了異步電機,被廣泛的應(yīng)用在航空航天、風(fēng)力發(fā)電等領(lǐng)域中。電機的使用壽命和可靠性是影響整個驅(qū)動系統(tǒng)整體故障率的主要因素,因而對電機壽命的研究一直是全世界電機科研領(lǐng)域的重點。在永磁同步電機的運行過程中,定子繞組線圈過熱是影響電機壽命的主要原因,當(dāng)永磁同步電機定子繞組溫度高于其設(shè)計極限時,溫度每升高10℃永磁同步電機的壽命會減少大約50%。因此,對永磁同步電機定子繞組溫度檢測
2、的研究具有重要意義。
本文針對永磁同步電機運行時定子繞組溫度升高的問題,結(jié)合了空間矢量直接轉(zhuǎn)矩控制(SVM-D TC)理論,提出了一種基于信號注入的電機溫度檢測方法。根據(jù)永磁同步電機運行時溫度與定子電阻變化量之間的線性關(guān)系,實現(xiàn)了無需在永磁同步電機內(nèi)部植入溫度傳感器的間接溫度檢測,有效地解決了溫度傳感器對電機可靠性和機械特性的影響,提高了永磁同步電機的控制性能和使用效率。
首先對永磁同步電機的結(jié)構(gòu)以及現(xiàn)有的溫度檢測方
3、法進行了介紹,給出了與直接轉(zhuǎn)矩控制相關(guān)的坐標(biāo)系和轉(zhuǎn)換方法,在此基礎(chǔ)上描述了永磁同步電機在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,詳細介紹了空間矢量直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的原理,SVPWM算法及實現(xiàn),指出本文使用的空間矢量直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)的優(yōu)點。
隨后在電機數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上討論了在空間矢量直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)下的直流信號注入原理。通過注入電磁轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈等效信號來實現(xiàn)外部直流信號的注入,利用采樣得到的定子繞組電流、電壓直流分量計算電機電阻值,最后利
4、用電機運行中電阻和溫度變化量之間的線性關(guān)系得到所需的電機內(nèi)部溫度參數(shù)。
利用Matlab/Simulink完成系統(tǒng)仿真模型的搭建,借助仿真模型,直觀得出基于信號注入的溫度檢測方法的結(jié)果。驗證了兩種信號注入方法的有效性。
最后在理論和仿真的基礎(chǔ)上,利用STM32芯片作為控制核心,利用功率模塊等硬件完成對永磁同步電機控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計,在硬件的基礎(chǔ)上編寫了調(diào)試空間矢量直接轉(zhuǎn)矩控制的相關(guān)程序,滿足控制電機需求。加入信號注入
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