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(jì)與報(bào)告-文庫吧資料
2025-01-25 00:16本頁面
【正文】 氣隙磁鏈和轉(zhuǎn)子永磁磁鏈相等，這種控制方式屬于氣隙磁場定向控制方式。優(yōu)點(diǎn)：功率因數(shù)高，能充分利用變頻器容量。適用場合：功率較低的交流調(diào)速系統(tǒng)，對轉(zhuǎn)矩響應(yīng)即過載能力要求比較高的系統(tǒng)。在該方法的基礎(chǔ)上對電機(jī)采用弱磁控制還可以改善電機(jī)的高速運(yùn)轉(zhuǎn)性能。（2） 最大轉(zhuǎn)矩電流比控制該控制方式以輸出某一轉(zhuǎn)矩為目標(biāo)，最優(yōu)配置軸電流，使得輸出目標(biāo)轉(zhuǎn)矩所需的定子電流最小。缺點(diǎn)：當(dāng)電機(jī)的負(fù)載增加時，定子電流和定子反電勢都隨之增大，這必然使得定子電壓升高，同時定子電壓與電流的夾角增大導(dǎo)致功率因數(shù)的降低，這將要求提高逆變器的容量。永磁同步電機(jī)的電流控制方法主要有：（1） 控制 的控制，即控制軸電流為0，使得定子電流沒有直軸分量，只有交軸分量。 根據(jù)應(yīng)用場合的不同，可將轉(zhuǎn)子永磁磁鏈定在不同的坐標(biāo)軸上，現(xiàn)在用得較多的磁場定向控制方式有：氣隙磁鏈定向控制、阻尼磁鏈定向控制、定子磁鏈定向控制、轉(zhuǎn)子磁鏈定向控制。磁鏈方程： （）轉(zhuǎn)矩方程： （）狀態(tài)方程： （）其中，為p微分算子。 PMSM在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型定義為兩相靜止坐標(biāo)系到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換（Park即變換），有 ()其逆變換為Park反變換，有 () 將式（）、式（）經(jīng)過式（）的變換即可得到PMSM在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，如式（）和式（）所示。電壓方程： ()其中，、為αβ軸電壓，、為軸電流，、為αβ軸磁鏈。三相繞組與兩相繞組在氣隙中產(chǎn)生的磁動勢是一致的，并且該磁動勢以電壓（或電流）的角速度旋轉(zhuǎn)。的正弦量時，則變換到αβ繞組上的電壓與電流就是互差90176。變換后的兩相繞組每相阻數(shù)應(yīng)為原來的倍；若要保持坐標(biāo)變換前后的矢量幅值不變，變換后的兩相繞組每相阻數(shù)應(yīng)為原來的3/2倍。定義為三相靜止坐標(biāo)系到兩相靜止坐標(biāo)系的變換矩陣（即Clark變換）。；為轉(zhuǎn)子永磁磁鏈，為轉(zhuǎn)子磁極位置即轉(zhuǎn)子極與a相軸線的夾角。 PMSM的空間矢量圖，下面分別建立永磁同步電機(jī)在這三種坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。電角度；（3）兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（dq坐標(biāo)系），d軸位于N轉(zhuǎn)子極所在位置，并隨著轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)，q軸逆時針超前d軸90176。在研究矢量控制算法時，常見的有三種坐標(biāo)系如下：（1）三相靜止坐標(biāo)系（abc坐標(biāo)系），a軸、b軸、c軸所在的位置是定子三相繞組軸心所在的位置，相位在空間上互差120176。（2）為在電機(jī)內(nèi)建立進(jìn)行機(jī)電能量轉(zhuǎn)換所必須的氣隙磁場，可有兩種方法：一種是在電機(jī)繞組內(nèi)通以電流來產(chǎn)生磁場，如普通的直流電機(jī)，同步電機(jī)和異步電機(jī)等；另一種是永磁體來產(chǎn)生磁場，即永磁同步電機(jī)。相比于模擬控制，數(shù)字控制更易于實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制策略，同時數(shù)字控制系統(tǒng)的硬件成本低、結(jié)構(gòu)簡單且高效節(jié)能。（3）微電子技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了數(shù)字技術(shù)在調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用，配合高效軟件可提供較好的靈活性和控制性能。（2）我國是世界上最早利用磁的國家，早在公元前年前后就己經(jīng)有相關(guān)天然磁石的記載。因此，研究如何在通用變頻器上實(shí)現(xiàn)永磁同步電動機(jī)矢量控制具有非常重要的實(shí)用價(jià)值：（1）永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)是一種高性能的交流調(diào)速系統(tǒng)。 第1章 本課題研究的背景和意義在直流電機(jī)、異步電機(jī)、同步電機(jī)三大電機(jī)系統(tǒng)中，永磁同步電機(jī)因其性能優(yōu)良和結(jié)構(gòu)多樣，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)制造、日常生活以及航空航天事業(yè)等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。 MATLAB。本文
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