【正文】 大比控制原理 ............................................................................ 14 轉(zhuǎn)矩電流最大比仿真與功率因數(shù)分析 ........................................................ 15 …………………………… ...15 ………………………… ...16 變負(fù)載時 的仿真實現(xiàn)與功率因數(shù)分析 …………………………………… 18 3000轉(zhuǎn)時的仿真實現(xiàn)與功率因數(shù)分析 …… …………………………… ..19 低轉(zhuǎn)速下的仿真實現(xiàn)與功率因數(shù)分析 …………………………………… 21 VII 5 功率因數(shù)的仿真分析 …………………………………………………………… ..24 功率因數(shù)的控制原理 ....................................................................................24 功率因數(shù)的仿真分析 ……………………………………………………… 24 給定功率因數(shù)角為 0的仿真分析 …………………………………… 24 其他功率因數(shù)下的仿真分析 ……………………………………… ...26 結(jié)論 .............................................................................................................................. 29 參考文獻 ...................................................................................................................... 30 致謝 .............................................................................................................................. 31 永磁同步電動機功率因數(shù)的仿真分析 轉(zhuǎn)矩電流最大比控制模型 1 1 緒論 引言 電機是一種能量轉(zhuǎn)換或信號轉(zhuǎn)換的電磁機械裝置。 Finally, a permanent mag synchronous motor power factor of the simulation model, based on the speed control by controlling the stator currents to achieve power factor control。 High power factor is a prominent permanent mag synchronous motor advanta ges, it helps reduce the stator current and the winding copper loss, improve efficiency, make the permanent mag synchronous motor asynchronous motor has a much higher than the power index。 關(guān)鍵詞 ： 永磁同步電動機，功率因數(shù)， 轉(zhuǎn)矩電流最大比，控制理論 V Permanent mag synchronous motor power factor of the simulationthe maximum ratio of torque current control model Abstract Permanent mag synchronous motor with its small size， high efficiency，power density， etc. and bee the most petitive motor， has been widely used。本文將對永磁同步電動機的功率因數(shù)進行的詳細分析，并且提出了功率因數(shù)控制策 略。 為了實現(xiàn)優(yōu)良的 PMSM 控制系統(tǒng)，不少學(xué)者將先進的控制理論應(yīng)用于交流伺服系統(tǒng) ， 并取得了很好的控制效果 。 作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 日期： III 注 意 事 項 （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） ：理工類設(shè)計（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于 萬字。 作者簽名： 日期： 畢業(yè)論文（設(shè)計）授權(quán)使用說明 本論文 （設(shè)計）作者完全了解 **學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文（設(shè)計）的規(guī)定，學(xué)校有權(quán)保留論文（設(shè)計）并向相關(guān)部門送交論文（設(shè)計）的電子版和紙質(zhì)版。 I 本科畢業(yè)設(shè)計 永磁同步電動機功率因數(shù)的仿真分析 轉(zhuǎn)矩電流最大比控制模型 II 畢業(yè)論文（設(shè)計）原創(chuàng)性聲明 本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計） 是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果。有權(quán)將論文（設(shè)計）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文（設(shè)計）進入學(xué)校圖書館被查閱。 ：任務(wù)書、開題報告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。 功率因數(shù)和效率一樣 ， 都是永磁同電動機最具實用價值的特征指標(biāo)。 首先， 在 dq 坐標(biāo)系中建立永磁同步電動機的數(shù)學(xué)模型，在 MATLAB/SIMULINK中建立仿真模型，仿真分析永磁同步電動機的電源和勵磁狀況對其功率因數(shù)影響。 In order to achieve good control system of PMSM， many scholars of advanced control theory is applied to servo system， and achieved a good result。 This paper will make a detail analysis of the power factor of the permanent mag synchronous motor and power factor control strategy is proposed。 Keywords: Permanent Mag Synchronous Motor, Power Factor, Maximum Torque Current Ratio, Control Theory VI 目錄 摘 要 ……………………………………………………………………………… .I Abstract……………………………………………………………………………… V 1 緒論 ………………………………………………………………………………… 1 引言 …………………………………………………………………………………… .1 永磁同步電動機的發(fā)展歷程 ......................................... 錯誤 !未定義書簽。就能量轉(zhuǎn)換的功能來看，電機可以分為發(fā)電機和電動機兩大類。這類電機通常稱為微型電機，對精度和快速響應(yīng)的要求較高 [1]?，F(xiàn)代永磁電機采用稀土永磁材料勵磁 ， 如釤 鈷 (Sm Co)臺金、釹鐵硼 (NdFeB)臺金等，不僅使電機尺寸大大減小，重量減輕 ， 而且使之維護方便、運行可靠、效率提高 。永磁直流電動機如果按有無電 刷 和換向器來分 ， 又可分為永磁有刷直流電動機和永磁無刷直流電動機 (BLDCM)。 (1)PMSM 程中會出現(xiàn)“退磁” 現(xiàn)象 ， 而且在低速時 ， 也存在齒槽轉(zhuǎn)矩對其轉(zhuǎn)矩波動 的 影響 。 而且后一個發(fā)展方向更能充分體現(xiàn) PMSM 伺服系統(tǒng)優(yōu)點 ， 今后必將成為重點發(fā)展方向。 （ 4）結(jié)果分析 通過對解答的分析，確定所需的運行性能（特性）和主要運行數(shù)據(jù)，如過載能力、穩(wěn)定性、效率、電壓變化率、速度變化率等。此法的優(yōu)點是可以自動導(dǎo)出運動方程中的機電耦合項。這是因為永磁電動機的轉(zhuǎn)子中設(shè)置有磁鋼，可以不從電網(wǎng)或減少從電網(wǎng)吸收無功電流來建立磁場，因而功率因數(shù)較高。但也必須通過合理設(shè)計的永磁電動機 ， 才能獲得較高的功率因數(shù)。通 .過仿真分析永磁同步電動機的功率因數(shù)與電源和永磁體之間的關(guān)系。功率因數(shù)是 電力系統(tǒng) 的一個重 要的技術(shù)數(shù)據(jù)。 同步電動機的功率特性 同步 電動機運行時，從電源吸收的電功率 P1，除一小部分消耗在電樞繞組外，其余部分都通過氣隙傳遞到轉(zhuǎn)子。附加電磁功 6 率與勵磁無關(guān)，且僅當(dāng) Xd? Xq(即交、直軸磁阻互不相等 )時才存在，故也稱為磁阻功率。電動機效率可達 96%左右，較三相異步電動機高。若電壓幅值與電動機反電勢點接近，偏差在 177。 (2)穩(wěn)定系統(tǒng)電壓，尤其是重載線路末端，電壓普遍偏低。 (6)對于重負(fù)荷長線路，調(diào)節(jié)變壓器分接開關(guān)后，變壓器二次電壓幅值仍低于永磁電機反電勢點時，可更換永磁同步電機，采用電容柜補償。 當(dāng)電機的負(fù)載不變時，減小電樞電壓，為了保持平衡，繞組就會相應(yīng)產(chǎn)生較小的氣隙感應(yīng)電勢，由于電樞反應(yīng)，氣隙合成磁場就應(yīng)減小，又因為勵磁磁鏈不變，所以此時電樞電流應(yīng)該具有去磁的作用，即應(yīng)超前于電壓，電流呈容性，功率因數(shù)角為負(fù)值。 勵磁與功率因數(shù)的仿真分析 永磁同步電動機的勵磁狀況對電機的性能有很大的影響，為了直觀的了解永磁體的強度對電機的影響，在永磁同步電動機帶額定負(fù)載、正弦電壓供電時，進行仿真分析，可以得到相電流幅值和功率因數(shù)角與磁鏈的關(guān)系曲線，如圖 22所示 圖 22 勵磁與功率因數(shù)的仿真分析 8 由上述波形可知，正常勵磁時，電機的功率因數(shù)角為 0，即功率因數(shù)為 1，定子電流幅值最??；在電流為感性的情況下，隨著勵磁的增大，定子相電流幅值減小，功率因數(shù)角減小，即功率因數(shù)增大；容性電流時，隨著勵磁增強，功率因數(shù)減小。 對于 PMSM 來說，定義 ??坐標(biāo)系的 ? 軸與定子 A 相繞組重合 ,? 軸比 ? 軸超前 90 度，因為 ? 軸固定在 A 相軸線上，因 此 ??坐標(biāo)系為靜止坐標(biāo)系。 這種控制方法的突出優(yōu)點是可以進行電機的開環(huán)速度控制，控制電路簡單。 矢量控制的核心思想是參照直流電機的控制策略，將電機三相電流、電壓、磁鏈經(jīng)坐標(biāo)變換，形成以轉(zhuǎn)子磁鏈定向的兩相參考坐標(biāo)系，實現(xiàn)電機轉(zhuǎn)矩的控制。由于矢量控制要經(jīng)過坐標(biāo)變換，對電機參數(shù)的變化敏感、運算量大，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點，使得矢量控制的快速性受到 。其控制思想是通過對定子磁鏈定向，實現(xiàn)定 子磁鏈和轉(zhuǎn)矩的直接控制 [11]。采用轉(zhuǎn)矩電流最大比控制嵌入式永磁同步電動機是可能的。如果我們能夠在調(diào)速系統(tǒng)中同時實現(xiàn)對電機功率因數(shù)的控制 [13]，那么就可以保證永磁同步電動機具有良好的功率因數(shù)特性。 永磁同步電動機控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 以 PMSM 為執(zhí)行元件構(gòu)成的永磁同步電機控制系統(tǒng)因其良好的性能，自誕生以來，伴隨著相關(guān)支撐技術(shù)的發(fā)展，如永磁材料、電力電子器件、微處理器、傳感器和變頻調(diào)速控制策略