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五相感應(yīng)電機電子變極控制策略的研究
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資料類別
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電子電工畢業(yè)論文（設(shè)計） |
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課程(專業(yè))
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電機與電器 |
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關(guān)鍵詞
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5相感應(yīng)電機|多控制自由度 |
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適用年級
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研究生 |
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身份要求
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普通會員 |
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金 幣
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20 �。�金幣如何獲得？） |
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文件格式
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caj |
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文件大小
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發(fā)布時間
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2014-08-10 14:32:00 |
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無 |
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| 發(fā)布人 |
kj008 |
內(nèi)容簡介：
五相感應(yīng)電機電子變極控制策略的研究（碩士學(xué)位論文），共86頁。
【摘要】 隨著電力電子技術(shù)與微機控制技術(shù)的發(fā)展,多相電機系統(tǒng)的研究不斷深入。與傳統(tǒng)三相電機為主體的驅(qū)動系統(tǒng)相比,多相電機驅(qū)動系統(tǒng)具有更高的可靠性,更多的控制自由度,并且能夠?qū)崿F(xiàn)低壓大功率。由于這些優(yōu)點,多相電機驅(qū)動系統(tǒng)適用于大功率傳動的工業(yè)場合尤其是艦船推進(jìn)、航空航天等領(lǐng)域。多相系統(tǒng)與三相系統(tǒng)的原理方面有很多相似之處,但作為一種新技術(shù),在控制理論和實踐應(yīng)用中仍然存在較多需要研究和完善的地方。本文在分析多相電機理論的基礎(chǔ)上,對5相感應(yīng)電機的電子變極變頻調(diào)速進(jìn)行了比較深入的研究。本文依據(jù)繞組函數(shù)理論,對多相感應(yīng)電機的繞組結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。根據(jù)空間矢量解耦理論,建立了多相感應(yīng)電機的數(shù)學(xué)模型,可以將一臺多相電機等效成多個正交解耦平面進(jìn)行控制,分析了多相電機系統(tǒng)多控制自由度原理并簡要介紹了其應(yīng)用,為以后的研究工作奠定數(shù)學(xué)和理論基礎(chǔ)。詳細(xì)介紹了5相感應(yīng)電機雙平面轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制的原理。在雙平面矢量控制的基礎(chǔ)上,分析了5相感應(yīng)電機電子變極變頻調(diào)速技術(shù)。針對階躍響應(yīng)電子變極中轉(zhuǎn)矩波動較大的問題,提出了斜坡響應(yīng)和指數(shù)響應(yīng)轉(zhuǎn)矩分配電子變極控制方法,以5相感應(yīng)電機為實驗對象,對提出的電子變極控制策略進(jìn)行實驗驗證。根據(jù)滑模變結(jié)構(gòu)控制理論的原理,推導(dǎo)了基于滑模變結(jié)構(gòu)控制的電流控制策略。將滑模變結(jié)構(gòu)電流控制策略和傳統(tǒng)PI電流控制策略進(jìn)行比較分析,在5相感應(yīng)電機斜坡響應(yīng)電子變極控制中采用滑模電流控制策略,實驗結(jié)果表明該電流控制策略有效地降低了電子變極過渡過程中轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速波動。對5相感應(yīng)電機無速度傳感器矢量控制技術(shù)進(jìn)行了研究,闡述了模型參考自適應(yīng)速度辨識和滑模速度辨識兩種無速度傳感器控制方法,推導(dǎo)了基于Popov超穩(wěn)定性理論的速度收斂率,運用MATLAB軟件對這兩種速度辨識方法進(jìn)行了仿真分析,最后對滑模速度辨識方法進(jìn)行了實驗驗證。
【關(guān)鍵詞】 5相感應(yīng)電機； 多控制自由度； 電子變極； 滑模變結(jié)構(gòu)控制； 無速度傳感器；
目錄
致謝 I
摘要 III
ABSTRACT V
第1章緒論
1.1課題背景
1.2多相電機概述
1.2.1多相電機的定義
1.2.2多相電機及其系統(tǒng)特點
1.2.3多相電機國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
1.3多相電機的控制技術(shù)
1.3.1多相電機建模概述
1.3.2矢量控制技術(shù)
1.3.3直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)
1.4多相電機電子變極變頻調(diào)速 -10-
1.5本章小結(jié) -11-
第2章多相感應(yīng)電機的數(shù)學(xué)模型 -13-
2.1多相感應(yīng)電機的磁動勢分析 -13-
2.2多相感應(yīng)電機的數(shù)學(xué)模型 -17-
2.2.1同步速坐標(biāo)系下的多相感應(yīng)電機電壓方程 -17-
2.2.2電機電磁轉(zhuǎn)矩方程 -20-
2.2.3多控制自由度原理 -20-
2.3本章小結(jié) -22-
第3章5相感應(yīng)電機電子變極技術(shù) -23-
3.1 引百 -23 -
3.2多相感應(yīng)電機矢量控制技術(shù) -24-
3.2.1 5相感應(yīng)電機雙平面矢量控制 -24-
3.2.2雙平面矢量控制實驗研究 -25-
3.35相感應(yīng)電機電子變極 -27-
3.3.1 5相 應(yīng)電機轉(zhuǎn)矩分配電子變極 -28-
3.3.2電子變極實驗研究 -30-
3.4本章小結(jié) -35-
第4章5相感應(yīng)電機電子變極電流控制策略 -37-
4.1 引百 -37 -
4.2滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)定義 -37-
4.2.1滑動模態(tài)的存在性和可迗性 -38-
4.2.2滑模變結(jié)構(gòu)控制的趨近律 -39-
4.2.3滑模變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的抖振問題 -40-
4.3電子變極電流控制策略 -41-
4.3.1傳統(tǒng)PI電流控制 -41-
4.3.2滑模變結(jié)構(gòu)電流控制 -42-
4.3.3 PI和SMC電流控制策略仿真研究 -44-
4.3.4實驗研究 -45-
4.4本章小結(jié) -47-
第5章5相感應(yīng)電機無速度傳感器矢量控制 -49-
5.1 弓I 言 -49-
5.2無速度傳感器矢量控制 -49-
5.2.1模型參考自適應(yīng)基本原理 -49-
5.2.2基于轉(zhuǎn)子磁鏈的MARS速度辨識 -50-
5.2.3基于滑模的速度辨識 -52-
5.3基于低通濾波的定子磁鏈估算 -54-
5.4無速度傳感器仿真研究 -55-
5.4.1 MARS速度辨識仿真 -55 -
5.4.2滑模速度辨識仿真 -57-
5.5實驗研究 -58-
5.6本章小結(jié) -59-
第6章總結(jié)與展望 -61-
6.1全文總結(jié) -61-
6.2 展望 -61 -
參考又獻(xiàn) -63 -
攻讀碩士學(xué)位期間主要的研究成果 -73-
第1章緒論
1.1課題背景
20世紀(jì)初至今,電力發(fā)電以及輸配電都是釆用的三相系統(tǒng)。因此,三相調(diào)速系統(tǒng)一直占主導(dǎo)地位,三相感應(yīng)電機與三相變頻器組成的感應(yīng)電機調(diào)速系統(tǒng)在實際工程應(yīng)用中占大多數(shù)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展及不斷完善,以及以矢量控制為代表的各種交流調(diào)速控制理論的發(fā)展,電力變換器的出現(xiàn)讓交流調(diào)速系統(tǒng)擺脫了三相電網(wǎng)供電的束縛,多相變頻器供電的多相電機調(diào)速系統(tǒng)開始走向了歷史的舞臺。
經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展,三相交流調(diào)速系統(tǒng)的各種高性能控制方法已經(jīng)成熟,且目前大規(guī)模生產(chǎn)的經(jīng)濟性確保了三相電機在今后相當(dāng)長時間里仍將得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。但在大功率、低壓大電流等領(lǐng)域應(yīng)用時,由于三相調(diào)速系統(tǒng)的自身不足,使得三相電機的主導(dǎo)地位受到了一定的挑戰(zhàn)⑴。在過去的二十多年,多電平變頻器供電的電機巳被應(yīng)用在需要實現(xiàn)高壓大功率的場合[24],與多電平系統(tǒng)概念平行的是多相變頻器供電的多相電機調(diào)速系統(tǒng)概念。電機的相數(shù)7J、相電流和相電壓的乘積大小決定了電機的輸出功率,因此,在供電電壓受限的場合以及相電流、相電壓大小保持不變的情況下,多相電機(《〉3)的使用可以實現(xiàn)低壓大功率變頻調(diào)速。如今,多相電機調(diào)速系統(tǒng)已成為使用電壓受限的器件實現(xiàn)低壓大功率很有前途的手段。
此外,與三相電機調(diào)速系統(tǒng)相比,多相調(diào)速系統(tǒng)由于增加了逆變器的橋臂數(shù)和電機相數(shù),具有更高的容錯運行能力。相數(shù)的增加也使得多相電機具有更多的控制自由度,利用這些控制自由度可以實現(xiàn)更多的控制算法,例如:多相感應(yīng)電機非正弦供電(即諧波注入)、電子變極變頻調(diào)速、無軸承運行等等。
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