基于氣隙磁鏈的永磁同步電機(jī)建模與控制.pdf

1、隨著永磁同步電機(jī)廣泛應(yīng)用，特別是在高精度、大功率場(chǎng)合的應(yīng)用越來(lái)越普遍，氣隙磁鏈的控制性能也顯得越來(lái)越重要。合適的氣隙磁鏈一方面可以使電機(jī)維持較高的使用效率，另一方面也可以防止磁鏈飽和現(xiàn)象發(fā)生，使電機(jī)控制磁鏈工作在線性區(qū)，有利于控制性能的提高，但由于電機(jī)具有強(qiáng)耦合性且氣隙磁鏈不能直接測(cè)量等因素，同時(shí)控制磁鏈與轉(zhuǎn)矩難度較大。本文提出了一種將氣隙磁鏈作為狀態(tài)量對(duì)電機(jī)直接進(jìn)行建模，從而對(duì)電機(jī)的氣隙磁鏈和轉(zhuǎn)矩進(jìn)行有效控制的思路。從研究氣隙磁鏈產(chǎn)生

2、原理入手，建立了永磁同步電機(jī)氣隙磁鏈的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)氣隙磁鏈的觀測(cè)和磁鏈與轉(zhuǎn)矩魯棒性控制進(jìn)行了深入的分析與研究。仿真與實(shí)驗(yàn)表明了方法的有效性。
　　 論文首先對(duì)永磁同步電機(jī)在氣隙磁鏈方向進(jìn)行了原理分析，介紹了幾種不同坐標(biāo)系下的永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型，隨后推導(dǎo)出氣隙磁鏈方向的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)模型的解耦性質(zhì)進(jìn)行了分析。
　　 分析了當(dāng)前主要的觀測(cè)方法，并針對(duì)定子電壓、電流有直流偏置在內(nèi)的擾動(dòng)，設(shè)計(jì)了PI校正一階濾波觀測(cè)器。同時(shí)，

3、由于截止頻率的確定對(duì)系統(tǒng)性能影響很大，設(shè)計(jì)了模糊原理的截止頻率控制器。
　　 介紹了氣隙磁鏈觀測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，闡述了控制板硬件電路設(shè)計(jì)、檢測(cè)板硬件電路設(shè)計(jì)。描述了基于MFC的電機(jī)通信控制界面的設(shè)計(jì)以及DSP軟件設(shè)計(jì)步驟與流程圖，然后進(jìn)行了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，對(duì)氣隙磁鏈觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。
　　 針對(duì)氣隙磁鏈數(shù)學(xué)模型對(duì)氣隙磁鏈與轉(zhuǎn)矩可以進(jìn)行解耦控制的性質(zhì)，分別對(duì)兩個(gè)軸向設(shè)計(jì)控制器。針對(duì)氣隙磁鏈設(shè)計(jì)了H∞魯棒控制器，針對(duì)轉(zhuǎn)矩設(shè)計(jì)了增廣狀態(tài)