永磁辅助式磁阻同步伺服电机及控制研究

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1、分类号TM35密级公开UDC学校代码10500硕士学位论文（全日制专业学位）题目：永磁辅助式磁阻同步伺服电机及控制研究英文题目：ResearchonPMaSynRMandControlfortheServoSystem学位申请人姓名：徐竟成申请学位学科专业：控制工程指导教师姓名：李新华二○一五年六月分类号TM35密级公开UDC学校代码10500硕士学位论文题目永磁辅助式磁阻同步伺服电机及控制研究英文题目ResearchonPMaSynRMandControlfortheServoSystem研究生姓名（

2、签名）指导教师姓名（签名）职称教授申请学位学科名称控制工程学科代码085210论文答辩日期2015.6.6学位授予日期学院负责人（签名）评阅人姓名胡红明评阅人姓名陈静2015年6月10日学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日

3、期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖北工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日湖北工业大学硕士学位论文摘要永磁同步电动机在伺服系统中得到了广泛应用，然而永磁同步伺服电机面临成本、过压和调速范围比较窄等问题。为此本文研究一种新

4、型永磁辅助式磁阻同步伺服电机及其控制系统。与永磁同步伺服电机相比，永磁辅助式磁阻同步伺服电机具有成本低、不存在过压和退磁风险和转动惯量小等优点，在伺服系统中有着良好的应用前景。本文首先研究永磁辅助式磁阻同步电机本体的电磁结构优化，利用有限元仿真软件Maxwell对极槽配合、转子结构等进行优化研究，得到永磁辅助式磁阻同步电机样机结构；其次，针对Matlab电机数学建模仿真的局限性，本文研究基于磁路-电路的Maxwell-Simplorer协同仿真平台，建立协同仿真中电机本体磁路模型及矢量控制中坐标变换、S

5、VPWM调制模块的模型并进行仿真；再次，针对最大转矩电流控制中的转矩角计算偏差问题，本文研究永磁辅助式磁阻同步电机基速下利用电机谐波分析进行电机参数辨识，加入变步长转矩角补偿后得到最大转矩角，形成了基于谐波参数辨识变步长补偿的MTPA控制策略；第四，针对弱磁分区及电流算法复杂的问题，本文将弱磁区域分为弱磁I区、弱磁II区和弱磁III区，并推导分析每个弱磁区域d、q电流给定的简便算法，包括弱磁I区的电压反馈弱磁算法、弱磁II区的单电流调节器弱磁算法、弱磁III区的弱磁算法，形成基于三段式分区弱磁的控制策略

6、；第五，设计制作1.5kW永磁辅助式磁阻同步电机样机，设计以TI公司的TMS320F2808为主控芯片、以Infineon公司的IKCM30F60GA为功率器件、以旋转变压器为速度位置检测元件的永磁辅助式磁阻同步电机伺服控制器，并在CCS3.3上编写永磁辅助式磁阻同步电机全速度范围矢量控制程序；最后，搭建永磁辅助式磁阻同步电机实验平台，在此平台上进行了系列实验研究，并与永磁辅助式磁阻同步电机协同仿真结果做了比较，验证了全速度范围矢量控制算法的合理性，表明永磁辅助式磁阻同步电机在伺服应用中的可行性。关键词

7、：永磁辅助式磁阻同步伺服电机，最大转矩电流比，弱磁控制，协同仿真，现场实验I湖北工业大学硕士学位论文AbstractPermanentmagnetsynchronousmotorhasbeenwidelyappliedintheservosystem,however,theproblemsofovervoltageandcosthadbeenfacedinpermanentmagnetsynchronousservomotor.Thispaperstudiesanewtypeofpermanentmag

8、netassistedsynchronousreluctancemotoranditscontrolsystem.Comparedwithpermanentmagnetsynchronousservomotor,permanentmagnetassistedsynchronousreluctancemotorhastheadvantageofsmallmomentofinertia,noovervoltage,nodemagnetizati