【正文】 中 國 礦 業(yè) 大 學 本科生畢業(yè)設 計 設計題目： 永磁同步電動機轉子位置辨識 中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計任務書 學院 應用技術學院 專業(yè)年級 電氣 074 學生姓名 陸朝陽 任 務 下 達 日 期 ： 2020 年 3 月 8 日 畢業(yè)設計日期： 2020 年 3 月 10 日至 2020 年 6 月 10 日 畢業(yè)設計題目： 永磁同步電動機轉子位置辨識 畢業(yè)設計專題題目： 畢業(yè)設計主要內容和要求： 1. 掌握 永磁同步電 動 機 的工作原理； 2. 永 磁同步電 動 機 的轉子位置辨識意義； 3. 分析比較各種轉子位置辨識方法； 4. 設計轉子位置辨識系統(tǒng)。 院長簽字： 指導教師簽字： 中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計指導教師評閱書 指導教師評語 （①基礎理論及基本技能的掌握； ② 獨立解決實際問題的能力；③ 研究內容的 理論依據和技術方法；④取得的主要成果及創(chuàng)新點；⑤ 工作態(tài)度 及工作量；⑥總體評價及建議成績；⑦存在問題； ⑧ 是否同意答辯等）： 成 績： 指導教師簽字： 年 月 日 中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計評閱教師評閱書 評閱教師評語 （ ①選題的意義； ② 基礎理論及基本技能的掌握；③綜合運用所學知識解決實際問題的能力；③工作量的大??；④取得的主要成果及創(chuàng)新點；⑤寫作的規(guī)范程度；⑥總體評價及建議成績；⑦存在問題； ⑧ 是否同意答辯等 ）： 成 績： 評閱教師簽字： 年 月 日 中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計評閱教師評閱書 評閱教師評語 （ ①選題的意義； ② 基礎理論及基本技能的掌握；③綜合運用所學知識解決實際問題的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及創(chuàng)新點；⑤寫作的規(guī)范程度；⑥總體評價及建議成績；⑦存在問題； ⑧ 是否同意答辯等 ）： 成 績： 評閱教師簽字： 年 月 日 中國礦業(yè)大學畢業(yè)設計答辯及綜合成績 答 辯 情 況 提 出 問 題 回 答 問 題 正 確 基本 正確 有一般性錯誤 有原則性錯誤 沒有 回答 答辯委員會評語及建議成績： 答辯委員會主任簽字： 年 月 日 學院領導小組綜合評定成績： 學院領導小組負 責人： 年 月 日 摘 要 永磁同步電 動 機 (Permanent mag synchronous Machine, PMSM)由于無需勵磁電流、體積輕便、運行效率很高， 在工業(yè)領域得到越來越廣泛的應用。只有知道了精確的轉子位置信息，才能實現(xiàn)永磁同步電動機轉子磁場定向的運動控制。 在傳統(tǒng)的永磁同步電動機運動 控制系統(tǒng)中，通常采用光電編碼器或旋轉變壓器來檢測轉子的位置 。然而，這些傳感器增加了系統(tǒng) 的成本，并且降低了系統(tǒng)的可靠性。因此， 無傳感器檢測永磁同步電動機轉子位置已逐 漸成為熱點。 本文 闡述了永磁同步電動機的發(fā)展歷程、永磁材料的發(fā)展， 以及它的結構、 工作 原理和特點等。 介紹了永磁同步電動機轉子位置檢測的常用方法 分兩種：即 直接 方式檢測和間接方式檢測。直接方式可分為：旋轉變壓器法、磁編碼器法、光電編碼器法；間接方式可分為：電感法、磁鏈法、假想坐標系法、基于各種觀測器的估算方法、卡爾曼濾波器法、高頻注入法和 人工智能理論基礎上的估算方法 。 針對本課題主要做了以下研究工作： 在構建其數(shù)學模型的基礎上， 深入分析電機 定子電感的飽和效應， 得出 旋轉高頻 電壓 注入法能夠準確跟蹤轉子凸極位置，但其存在不能確定估算結果是 N 極還是 S 極位置的問題。 對于 這個問題 ,本文又 分析了永磁同步電機定子電流對電機磁路飽和度的影響，根據旋轉電流矢量幅值變化特性，提出了一種判定轉子永磁體 N/S 極極性的方法，解決了常規(guī)高頻注入法所存在的估算結果可能反向的問題。 關鍵詞： 永磁同步電動機 ； 高頻電壓注入 ； 轉子位置檢測 ABSTRACT As the permanent mag synchronous motor without excitation current, volume light, high efficiency, more and more widely in the industrial fields of application. Only know the exact rotor position information, to achieve permanent mag synchronous motor rotor flux orientation motion control. In a traditional permanent mag synchronous motor motion control system, usually optical encoder or resolver to detect the rotor position. However, these sensors increase the system cost and reduced reliability of the system. Therefore, sensorless permanent mag synchronous motor rotor position detection has gradually bee a hot spot. This paper describes the development process of permanent mag synchronous motor, permanent mag materials development, and its structure, working principle and characteristics. Introduced a permanent mag synchronous motor rotor position detection of the mon methods in two ways: the direct detection and indirect detection methods. Direct methods can be divided into: rotating transformer, magic encoder method, optical encoder method。 indirectly, can be divided into: inductance method, flux method, imaginary coordinate system method, the various observerbased estimation method, Kalman filtering device method, high frequency injection method and Artificial Intelligence based on the theory of estimation methods. The main topics for research work to do the following: In building a mathematical model based on indepth analysis of the saturation effect of the stator inductance, obtained rotating high frequency signal injection method to accurately track the position of the rotor salient, but its existence can not be determined or estimated results is N pole S pole position of the problem. For this problem, this paper analyzed the current permanent mag synchronous motor stator magic circuit saturation, according to the amplitude variations of current vector rotation, a permanent mag rotor determine N / S pole polar solutions to Injection of conventional highfrequency estimation results are likely to reverse the existing problems. Keywords： Permanent mag synchronous motor, High frequency signal injection, Rotor position detection 目 錄 第一章 緒論 ................................................................. 1 ....................................................... 1 永磁同步電動機的國內外研究現(xiàn)狀 ..................................... 2 ....................................................... 4 第二章 永磁同步電動機的結構及特點 ........................................... 4 ............................................. 4 定子結構 ....................................................... 5 轉子結構 ....................................................... 6 永磁同步電動機的轉子磁極結構型式 ............................... 6 .................................................. 10 第三章 永磁同步電動機的工作原理及數(shù)學模型 .................................. 11 ............................................ 11 坐標變換原理 ....................................................... 12 ............................................ 13 ...................................... 15 第四章 永磁同步電動機轉子位置檢測的方法 .................................... 17 ............................................................ 17 ..........................