基于MRAS船舶異步推進電機無速度傳感器矢量控制研究.pdf

1、電力電子與運動控制技術被看作是計算機技術后的第二次重大技術變革，它極大地改變人類的能源與生活。在電力傳動系統的發(fā)展過程中，交流電機、直流電機兩大電氣傳動并存在各個工業(yè)領域。如今，隨著新型電力電子器件的成熟與普及，交流調速系統迅速發(fā)展。由于交流電機具有結構和可靠性等方面的優(yōu)勢，在電力推進船舶中，已逐步取代直流電機成為船舶電力推進系統中推進電機的首選。本文主要研究船舶推進電機的無速度傳感器矢量控制方法，對我國船舶電力推進系統的理論研究具有一

2、定的現實意義。
　　 本文首先分析了異步電機無速度傳感器控制系統的技術現狀，歸納、總結了各種轉速辨識方法的優(yōu)缺點。在研究異步電機矢量控制原理的基礎上，根據三相交流異步電動機在三種坐標系下的數學模型，在MATLAB/Simulink中搭建基于電流滯環(huán)PWM調制策略直接轉子磁場定向的異步電機矢量控制系統仿真模型，利用本實驗室鼠籠式三相異步電動機的電機參數得到仿真結果，并進行分析。本文利用模型參考自適應方法作為轉速辨識方法，選取轉子磁

3、鏈電壓方程作為模型參考自適應系統的參考模型，選取轉子磁鏈的電流方程作為可調模型，通過波波夫超穩(wěn)定理論推導自適應率，在MATLAB軟件中建立相應的轉速辨識模型，通過仿真結果驗證該模型辨識的準確性。本文通過研究無速度傳感器矢量控制技術，給出了基于SPWM異步電機無速度傳感器矢量控制系統框圖，在MATLAB/Simulink中建立通過機械軸連接的兩臺鼠籠型異步電機的電機互饋實驗平臺仿真模型，兩臺電機均采用無速度傳感器矢量控制方式，得到的仿真結

4、果驗證了該模型能夠在推進電機給定轉速和負載電機給定電磁轉矩的情況下穩(wěn)定運行。
　　 最后，設計并實現電機互饋實驗平臺的搭建，該平臺由兩臺三相鼠籠型異步電機、上位機WINCC，下位機S7-300PLC和西門子S120高性能變頻控制系統組成。該系統由一臺異步電機模擬船舶推進電機，工作在電動機狀態(tài)。另一臺作為模擬船舶螺旋槳負載特性的負載電機，通常工作在發(fā)電機狀態(tài)。通過實測該系統的電流，轉速和轉矩的信號，繪制成曲線，對設計的仿真系統進行