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正文內(nèi)容

永磁同步電機(jī)的矢量控制-現(xiàn)代電力電子技術(shù)課程設(shè)計與報告(參考版)

2025-01-22 00:16本頁面
  

【正文】 使我們接觸和了解實際局部設(shè)計從收集資料、方案比較、軟硬件設(shè)計及整體調(diào)試的全過程,進(jìn)一步提高我們的分析、綜合能力以及工程設(shè)計中分析設(shè)計的基本能力,為我們今后的畢業(yè)設(shè)計做必要的準(zhǔn)備,并為畢業(yè)后的工作學(xué)習(xí)提供了借鑒思路。本次課程設(shè)計有效的培養(yǎng)了我們綜合運用所學(xué)知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題的能力。譬如以前學(xué)習(xí)的知識理解不夠深刻,掌握的不夠牢固,不會查閱資料,覺得無從下手等等。在設(shè)計過程中隨時會遇到各種各樣的問題,同時會不斷發(fā)現(xiàn)自己的不足之處。 從理論到實踐,在專業(yè)課程設(shè)計持續(xù)的日子里,可以培養(yǎng)我們學(xué)到很多東西,不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識,而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識,掌握了Clark變換和Park變換的相關(guān)知識。最后給出了MATLAB仿真模擬分析。在這三種坐標(biāo)系下分別建立了細(xì)永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型。仿真分析:,橫坐標(biāo):時間t(s),縱坐標(biāo):轉(zhuǎn)矩T(),控制過程完成后,轉(zhuǎn)矩以初始轉(zhuǎn)矩為中心,來回上下波動,且波動幅度基本穩(wěn)定在1 ,可以說脈動比較平穩(wěn),效果比較好。 永磁同步電機(jī)矢量控制Simulink仿真模型仿真分析:橫坐標(biāo):時間t(s),縱坐標(biāo):電流I(A),經(jīng)過矢量控制調(diào)整后,電流波形趨于正弦化,結(jié)果與理論值比較接近,效果明顯。首先給定id=0A,io=0A以及初始轉(zhuǎn)矩T=,為電機(jī)的矢量控制做準(zhǔn)備。,主要作用是將三相電流ia、ib、ic及參考電流ir經(jīng)過比較模塊及換算,轉(zhuǎn)換成Vab、Vbc,然后在經(jīng)過運算模塊,轉(zhuǎn)換成三相相電壓Va、Vb、Vc,然后用來控制永磁同步電機(jī)。本課題運用了Simulink搭建模型對永磁同步電機(jī)矢量控制的仿真。盡管MATLAB主要用于數(shù)值運算,但利用為數(shù)眾多的附加工具箱(Toolbox)它也適合不同領(lǐng)域的應(yīng)用,例如控制系統(tǒng)設(shè)計與分析、圖像處理、信號處理與通訊、金融建模和分析等。MATLAB是一種用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析以及數(shù)值計算的高級技術(shù)計算語言和交互式環(huán)境。、經(jīng)2r/2s坐標(biāo)變換得到、再經(jīng)過SVPWM計算,得到個的控制信號,最終向電機(jī)施加合適的三相電壓。 控制方案的實現(xiàn)結(jié)合前文公式推導(dǎo),采用控制方法時,: 永磁同步電機(jī)矢量控制過程:加減速之后的頻率(目標(biāo)值)與檢測到的電機(jī)實際頻率(反饋值)的差值經(jīng)速度調(diào)節(jié)器(Automation Speed Regulator簡稱ASR)得到轉(zhuǎn)矩電流的給定值()。 對于SPMSM而言,則式()簡化為,采用的控制方法可以使得定子電流全部用于產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩,在要求產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩一定的情況下,需要的定子電流最小,即為最大轉(zhuǎn)矩電流比控制,可以大大降低銅耗,提高效率,這也是通常采用的原因所在。本文主要研究永磁同步電機(jī)在小容量調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用,所以選用二的矢量控制方法。 本課題采用的永磁同步電機(jī)矢量控制是一種基于轉(zhuǎn)子磁場定向的控制策略,并對電機(jī)勵磁電流和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行解稱控制,只是由于永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子永磁體勵磁產(chǎn)生恒定的磁場。然后站在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系上觀察,電機(jī)的各個空間矢量都變成了靜止矢量,在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系上原來的交流量也就變成了直流量。因此,矢量控制的關(guān)鍵是控制定子電流矢量的幅值和方向,最終改善轉(zhuǎn)矩控制性能。矢量控制的基本思想是:在普通的三相交流電動機(jī)上設(shè)法模擬直流電機(jī)轉(zhuǎn)矩控制的方法,在轉(zhuǎn)子磁鏈定向的坐系上,將電機(jī)定子電流矢量分解成產(chǎn)生主磁場的勵磁電流分量和產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩電流分量且勵磁電流的方向定位于永磁磁鏈上,并使得兩個分量相互垂直,彼此獨立,然后分別進(jìn)行控制。 適用場合:當(dāng)電機(jī)電壓達(dá)到額定,但仍需要繼續(xù)升速的場合。 缺點:永磁同步電機(jī)在弱磁恒功率區(qū)運行的效果較差,只能短期運行。永磁同步電機(jī)的由永磁體產(chǎn)生主磁場而無法調(diào)節(jié)勵磁磁鏈,只有通過增加d軸去磁分量來削弱主磁場,方能繼續(xù)提升電機(jī)轉(zhuǎn)速。(5) 弱磁控制 弱磁控制應(yīng)用于電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速以上運行時的場合。缺點:去磁分量大。適用場合:大功率調(diào)速系統(tǒng)(4)恒磁鏈控制恒磁鏈控制是通過合理控制電機(jī)的定子電流,使電機(jī)
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