單相永磁低速同步電動機調速研究.pdf

1、單相永磁低速同步電動機是一種特殊的微特電機，結構和工作機理比較復雜，用傳統(tǒng)結構電機的分析方法分析這種電動機的效果不太理想，關于它的研究還不夠成熟。隨著工廠自動化(FA)、辦公自動化(OA)、家庭自動化(HA)的普及，單相永磁低速同步電動機得到廣泛應用。目前普遍使用的單相恒轉速運行方式已不能滿足生產(chǎn)和生活的需要，這就迫切要求改進和提高單相永磁低速同步電動機的使用性能，以獲得更大啟動轉矩、更低轉速和優(yōu)良的調速性能。 為了解決上述理論

2、和實踐問題，本文對單相永磁低速同步電動機及其調速方法進行了較為深入系統(tǒng)的研究。分析了單相永磁低速同步電動機的結構和工作原理，根據(jù)單相永磁低速同步電機結構和參數(shù)的特點，采用齒層比磁導法建立了單相永磁低速同步電動機的磁網(wǎng)絡模型，推導出了單相永磁低速同步電機在靜止坐標系下的數(shù)學模型，為分析單相永磁低速同步電動機性能、設計單相永磁低速同步電動機及其控制系統(tǒng)提供了理論基礎。在分析普通交流電機矢量控制原理的基礎上，利用坐標變換提出了單相永磁低速同步

3、電動機的矢量控制方法，為實現(xiàn)單相永磁低速同步電動機的高性能控制奠定了理論基礎。在分析步進傳動控制原理的基礎上，提出了單相永磁低速同步電動機的步進傳動控制方法，為單相永磁低速同步電動機的伺服控制提供了理論基礎。 通過對電壓空間矢量原理和脈寬調制技術的深入分析，闡述了兩相電壓空間矢量原理及其實現(xiàn)方法，提出了經(jīng)典兩相SVPWM算法和基波電壓線性輸出兩相SVPWM算法。經(jīng)典兩相SVPWM算法根據(jù)調制比將調制模式分為線性調制模式、過調制模

4、式I和過調制模式II三種模式，重點分析了兩種過調制模式，并利用傅立葉分析給出對應模式下參考角的推導方法?；妷壕€性輸出SVPWM算法根據(jù)調制比將調制模式分為線性調制模式、過調制模式兩種調制模式，利用傅立葉分析證明了該算法可使逆變器輸出相電壓中基波電壓幅值與調制比完全成線性關系。兩種算法都能實現(xiàn)電壓空間矢量脈寬調制由線性調制模式到過調制模式直至方波的連續(xù)過渡，對直流電壓的利用率都達到了理論上所能實現(xiàn)的最大值。計算了兩種算法在過調制模式下

5、的輸出相電壓各次諧波幅值，計算結果表明在相同調制比下經(jīng)典兩相SVPWM輸出的相電壓諧波含量低，但是基波電壓線性輸出SVPWM輸出相電壓中的基波電壓是線性連續(xù)變化的，具有良好的線性增益。做了經(jīng)典兩相SVPwM和基波電壓線性輸出SVPWM控制單相永磁低速同步電動機的仿真，仿真結果表明兩種算法控制單相永磁低速同步電動機均可獲得良好的動態(tài)和靜態(tài)調速特性。 為了更深入地認識單相永磁低速同步電動機，驗證所推導電機數(shù)學模型的正確性，對70T