圓筒型永磁同步直線電機電磁分析及其矢量控制系統(tǒng)研究.pdf

1、本文以江蘇省自然基金(BK2008228)“自由活塞發(fā)電發(fā)動機的模型建立、結構優(yōu)化和控制策略研究”為背景,分析了項目課題所用電機的類型和特點,設計和建立了圓筒型永磁同步直線電機的結構模型,并且基于DSP構建了電機的矢量控制系統(tǒng)。
　　 直線電機固有的齒槽效應和端部效應是引起推力波動的主要原因,采用分數(shù)槽理論設計和分析了三種繞組結構模型,并利用有限元仿真軟件Ansofl進行了仿真分析,得到氣隙磁密、反電動勢、磁鏈等仿真結果。經(jīng)過分

2、析和比較之后,利用Halbach陣列永磁體具有自屏蔽使得氣隙磁密增強的特點,得到適用于本項目的基于Halbach陣列永磁體的模塊化繞組結構模型?；谀K化繞組結構模型,針對推力密度、效率、功率因數(shù)等參數(shù),對電機尺寸進行了優(yōu)化,得到一些優(yōu)化值,并針對抑制推力波動進行了一些改善措施.
　　 基于矢量控制理論,設計了電機的三閉環(huán)控制系統(tǒng),對矢量控制的基本原理以及具體的實現(xiàn)過程進行了必要的介紹和分析,并基于MATLAB建立了矢量控制的三

3、閉環(huán)仿真系統(tǒng),得到速度、位置、推力、三相電流、磁鏈等仿真結果,結果表明矢量控制系統(tǒng)的建立是完全正確的,為基于DSP的軟件實現(xiàn)打下了基礎。
　　 根據(jù)系統(tǒng)需要,設計和搭建了電機伺服控制的硬件系統(tǒng),如驅動電路、電流采樣電路、位置霍爾電路、保護電路等?；谑噶靠刂葡到y(tǒng),設計了基于DSP的軟件系統(tǒng),用C語言編寫了位置檢測、三閉環(huán)調節(jié)等相關模塊的程序。最后,對電機的控制系統(tǒng)進行了空載實驗,得到位置、速度等一些列實驗結果,并根據(jù)實驗結果對整