永磁同步電動機變頻控制系統(tǒng)硬件設(shè)計及弱磁調(diào)速.pdf

1、永磁同步電動機轉(zhuǎn)子上沒有勵磁繞組，使用永磁體產(chǎn)生電機旋轉(zhuǎn)所需的磁場，和感應(yīng)電機相比有體積更小，質(zhì)量更輕；功率因數(shù)、效率更高；可靠性更高等特點，永磁同步電動機是國家“十二五”期間廣泛推廣使用的新型節(jié)能電機，其廣泛適用于宇航、軍事、船舶電力推進、風機水泵、電梯、空調(diào)、直驅(qū)式風力發(fā)電系統(tǒng)以及新能源汽車等領(lǐng)域，且多數(shù)永磁同步電機伺服控制系統(tǒng)需要變頻調(diào)速，由于該種電機電磁參數(shù)非線性，變頻器供電時轉(zhuǎn)矩脈動大，開環(huán)運行平穩(wěn)度差、噪聲大。在某些特殊應(yīng)用

2、場合，如電力推動，主軸傳動機構(gòu)和電動汽車中，需要較寬的轉(zhuǎn)速范圍，電機的運行狀態(tài)從恒轉(zhuǎn)矩區(qū)域向恒功率區(qū)域延伸，這可以通過弱磁方法實現(xiàn)。
　　本文針對永磁同步電動機變頻控制系統(tǒng)的硬件部分及弱磁控制策略展開研究，具體研究內(nèi)容如下：
　　1、在實驗室原有2.2kW永磁同步電機變頻控制系統(tǒng)硬件電路的基礎(chǔ)上，設(shè)計了一臺功率為30kW的永磁同步電機變頻控制系統(tǒng)。重點完成了主回路設(shè)計、器件選型、IGBT驅(qū)動電路設(shè)計等內(nèi)容，其中為了減小線路間

3、的雜散電感，主回路采用疊層母排設(shè)計。驅(qū)動電路采用CONCEPT公司的2SC0108T作為驅(qū)動核?？刂齐娐凡糠衷谠械幕A(chǔ)上進行了重新設(shè)計。目前該變頻控制系統(tǒng)已經(jīng)集成組裝完成，并且在2.2kW小功率異步電動機上對系統(tǒng)的性能進行了實驗驗證，實驗結(jié)果表明能夠控制電機的運行。
　　2、深入研究了永磁同步電動機的矢量控制原理，在MATLAB下搭建雙閉環(huán)仿真模型，并對電機起動、調(diào)速、負載突變、過載能力等性能進行了仿真。仿真結(jié)果表明電機的各項性

4、能與理論分析相符合，為后續(xù)研究打下了堅實的基礎(chǔ)。
　　3、在分析永磁同步電動機的弱磁控制原理的基礎(chǔ)上，選用梯度下降法進行弱磁調(diào)速，對該方法進行了深入的研究。
　　4、針對內(nèi)置式永磁同步電動機弱磁調(diào)速（在額定轉(zhuǎn)速以上運行）時，受到直流母線電壓的限制，電機的帶載能力會有所下降的問題，本文將最小幅度誤差過調(diào)制方法引入永磁同步電動機的弱磁運行區(qū)域，以提高直流母線電壓利用率，進而提高弱磁區(qū)域的帶載能力。將該方法與梯度下降法結(jié)合，在MA