基于模糊PI控制具有升壓電路的永磁同步電機調速系統(tǒng).pdf

1、永磁同步電機在寬范圍內進行調速主要有兩種運行方式:其一是高速時的弱磁調速系統(tǒng)；其二是具有直流母線電壓控制電路并由脈寬調制(PWM)逆變器驅動PMSM的調速系統(tǒng),該系統(tǒng)由用來控制直流母線電壓的升壓電路和傳統(tǒng)的PWM逆變器組成,由其驅動的內置式永磁同步電動機(IPMSM)可實現(xiàn)寬調速.前者是傳統(tǒng)的方法,由于要靠附加的直軸電流來去磁,會增加銅耗.而后者是一種新型的解決方法,主要有以下優(yōu)點:不需要額外的直軸電流來去磁,不會產(chǎn)生附加的銅耗；可以使

2、PMSM運行在恒轉矩區(qū)域,增加了電機的出力；高速運行時若逆變器發(fā)生故障,高速旋轉的永磁磁場產(chǎn)生的反電動勢幅值會保持在直流母線電壓以下,系統(tǒng)不會出現(xiàn)嚴重的損害. PMSM調速系統(tǒng)中許多調節(jié)器通常采用比例積分(PI)調節(jié)器.PI控制算法簡單,有一定的控制精度；但是系統(tǒng)往往是非線性、時變的,常規(guī)PI控制往往不能達到理想的控制效果.而模糊控制具有不依賴于系統(tǒng)模型參數(shù)、魯棒性強的特點.本文綜合PI控制和模糊控制兩者的優(yōu)勢,通過分析具有升壓

3、電路并由PWM逆變器驅動的IPMSM調速系統(tǒng)的結構和特性,針對轉速、直流母線電壓的控制要求,提出一種模糊PI復合控制的方法,確保系統(tǒng)具有良好的動、靜態(tài)特性. 本文以IPMSM為研究對象,詳細闡述了IPMSM帶有升壓電路調速系統(tǒng)的控制策略,使用數(shù)字信號處理器(DSP)TMS320LF2407-A控制芯片設計了控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng),并通過對整個控制系統(tǒng)的實驗調試,實現(xiàn)了對基于模糊PI控制具有升壓電路的永磁同步電機調速系統(tǒng)的控

4、制.通過考慮電池電流以及永磁同步電機電壓和電流的限制條件,在電機直軸電流-交軸電流(i<,d>-i<,q>)平面上繪出了IPMSM運行時的最大轉矩/電流的運行軌跡.通過仿真和實驗,可以證明這種基于模糊PI復合控制、具有升壓電路的永磁同步電機調速系統(tǒng)的可行性及其良好的動、靜態(tài)特性.由于它比傳統(tǒng)的IPMSM弱磁運行有許多的優(yōu)勢,所以可以替代IPMSM弱磁運行來實現(xiàn)平滑寬調速的目的.這種系統(tǒng)特別適用于電動汽車那種由電池供電并要求寬調速運行的場