調(diào)速高效永磁同步電動機及其驅(qū)動系統(tǒng)的研究.pdf

1、在國家“十五”科技攻關(guān)計劃“稀土永磁材料在高性能電機應(yīng)用的共性關(guān)鍵技術(shù)”及遼寧省科學(xué)技術(shù)計劃“高性能釹鐵硼永磁電機的研制”的資助下，本文對中型調(diào)速高效永磁同步電動機及其驅(qū)動系統(tǒng)進行了系統(tǒng)、深入的研究。本文的內(nèi)容可分為以下幾個部分： 首先，通過分析通用變頻器驅(qū)動永磁同步電動機開環(huán)運行時出現(xiàn)的各種問題及其原因，采取相應(yīng)的改進措施：在通用變頻器方面合理增加電抗器來提高系統(tǒng)的功率因數(shù)；通過仿真設(shè)定適合泵類負載的U/f曲線以保證整個運行范

2、圍內(nèi)變頻器和電動機的匹配。實際應(yīng)用結(jié)果表明所采取的措施有一定實用價值。 其次，針對泵類負載的運行特點，為滿足調(diào)速高效PMSM系統(tǒng)效率優(yōu)化的要求，提出新的效率優(yōu)化控制策略，其核心是動態(tài)過程中損耗模型算法和穩(wěn)態(tài)過程中模糊邏輯變步長梯度搜索算法的結(jié)合；開發(fā)了基于TMS320LF2407A DSP的調(diào)速高效PMSM效率優(yōu)化控制系統(tǒng)，給出了逆變器硬件和軟件設(shè)計方案；對調(diào)速高效PMSM控制系統(tǒng)進行了整體性能試驗，試驗結(jié)果表明系統(tǒng)運行可靠，整

3、體效率有明顯提高。 再次，在實現(xiàn)專用驅(qū)動系統(tǒng)時，對驅(qū)動系統(tǒng)的速度控制器和定子電流滯環(huán)控制器進行了優(yōu)化，提出一種基于SVPWM和電流滯環(huán)控制的脈寬調(diào)制算法；開發(fā)了基于DSP和CPLD的調(diào)速高效PMSM數(shù)字化控制逆變器，給出了硬件和軟件設(shè)計方案；對PMSM樣機及逆變器與通用變頻器進行了性能對比實驗，前者系統(tǒng)性能有較大改善。 第四，給出了泵類負載下調(diào)速高效PMSM性能參數(shù)設(shè)計指標(biāo)和電磁設(shè)計特點；應(yīng)用三維電磁場分析了不同轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)

4、和電機尺寸對電動機性能參數(shù)的影響，確定了調(diào)速高效PMSM轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)；給出提高系統(tǒng)功率因數(shù)和效率在電動機設(shè)計方面所采取的措施。研究了調(diào)速高效PMSM的場路結(jié)合設(shè)計方法，對樣機進行優(yōu)化設(shè)計。 第五，鑒于所設(shè)計調(diào)速高效永磁同步電動機在通風(fēng)系統(tǒng)方面的改造，本文對改造后永磁同步電動機的通風(fēng)結(jié)構(gòu)進行研究。首先應(yīng)用流體場分析幾種方案的優(yōu)缺點；然后應(yīng)用有限元數(shù)值計算方法對轉(zhuǎn)子上軸向通風(fēng)孔的位置進行了設(shè)計；最后應(yīng)用三維溫度場對電機的溫度場進行校