基于内埋式永磁同步电机弱磁控制调速系统的研究

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1、万方数据分类号：Tp273密级：(秘密、机密、绝密)学校代码：10057研究生学号：2011817010基于内埋式永磁同步电机弱磁控制调速系统的研究TheEmbeddedResearchOfWeakMagneticSpeedControlSystemBasedOnPermanentMagnetSynchronOUSMotor专业名称：检测技术与自动化装置指导教师姓名：刘文良副教授研究生姓名：梁玉申请学位级别：工学硕士论文提交日期：2014年6月论文课题来源：自选项目学位授予单位：天津科技大学万方数据天津科技大学学位论文原创性声明lUqlllUlIIIllllllllILI

2、IIIIIIIIIIIIlY2754986本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。除文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果内容，也不包括为获得天津科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：桨幺日期：20l'-t年6月留日知识产权和专利权保护声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师具体指导下并得到相关研究经费支持下完成的，其数据和研究成果归属于导师和作者本人，知识产权单位属天

3、津科技大学；所涉及的创造性发明的专利权及使用权完全归天津科技大学所有。本人保证毕业后，以本论文数据和资料发表论文或使用论文工作成果时署名第一单位仍然为天津科技大学。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：梁—五日期：2口f悔6月男日学位论文版权使用授权书黧衙妻良黝糍蓦万方数据摘要随着科学技术及电子信息网络的快速发展，对永磁同步电机调速系统的研究和应用也有了飞速的发展，其中的高性能永磁同步伺服系统更是发展迅速。对电机调速系统的性能要求也就越来越高，不仅要求电机在基速以下运行时，电机能以较大的转矩输出，并且还希望电机获得更宽的调速范围，并且能够在较大调速范围内平稳

4、运行。因此对永磁同步电机调速系统弱磁控制方法的研究，无论是在国外还是在国内一些专家和学者都把它作为重点课题，而取得比较满意的成果就是将弱磁控制与内埋式永磁同步电机相结合起来在工业领域的应用取得比较满意的成果。由于永磁同步电机(PMSM)具有体积小、功率密度高、效率和功率因数高等明显优点，目前在电动汽车驱动系统中具有较高的应用价值，国内外学者在这方面的研究取得了不少成果。同时，伴随着电力电子器件和高速微控制器的发展，永磁同步电动机的控制理论研究和实践应用不断完善和提高，永磁同步电机调速系统将会有更广泛的应用前景。本文首先对永磁同步电机弱磁控制的方法在国内外发展现状和未来的发

5、展趋势进行介绍，然后对电机的矢量控制系统进行说明，并对矢量控制系统中的各种坐标变换进行推导，并根据不同的坐标系得出永磁同步电动机在不同坐标系下的数学模型，此外还对电压空间矢量PWM技术和矢量控制中的几种电流控制方法进行深入介绍。并且本文还从永磁同步电机本身转子结构和控制角度这两方面出发详细的分析影响永磁同步电机弱磁性能的原因，而且还通过公式推导得出转子磁链和交、直轴电感等这些参数对弱磁的影响，并绘制出了他们的关系图，通过关系图对影响弱磁性能的电机参数作了稳态分析说明。其次，对弱磁控制工作原理进行详细的分析，本文提出了两种弱磁控制方法进行比较，一种是直接电流弱磁控制，另一种

6、是转矩角弱磁控制，并对这两种弱磁控制方法的控制原理进行分析，其中包括基速以下采用的最大转矩电流比控制以及基速以上使用弱磁控制。分别建立了基于直接电流的内埋式永磁同步电机弱磁控制调速系统和基于转矩角控制的永磁同步电机弱磁控制调速系统，并分别对这两种系统进行了详细介绍，最后利用MATLAB仿真软件对这两种控制系统进行系统仿真模型的搭建，并将最后的仿真结果通过波形图输出，分析比较了这两种弱磁控制方法的仿真结果。最后本文对基于转矩角弱磁控制系统的硬件系统进行了讨论并对其进行设计，本文主要控制电路是由DSP数字控制完成，证明了本文所提出的控制策略的正确性和可行性，很好地实现了弱磁扩

7、速。关键字：永磁同步电机；最大转矩电流比；弱磁控制；万方数据ABSTRACTWiththedevelopmentofscienceandtechnology,researchandapplicationofACdrivesystemhasbeenrapiddevelopment．Thehigh—performancepermanentmagnetsynchronousservosystemhasbeendevelopingrapidly．Thehigherperformancerequirements，whichrequire