無刷同步電機的最大轉(zhuǎn)矩電流比控制策略研究

1、無刷同步電機的最大轉(zhuǎn)矩電流比控制策略研究 導(dǎo) 師：劉刃 學(xué) 生：周盛強 專 業(yè)：電氣工程與自動化1、緒論2、內(nèi)置式永磁同步電機概況和數(shù)學(xué)模型3、內(nèi)置式永磁同步電機的矢量控制4、仿真分析5、結(jié)論1、緒論 1、課題背景和意義 2、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3、研究內(nèi)容2、內(nèi)置式永磁同步電機概況和數(shù)學(xué)模型 1、 概況 內(nèi)置式永磁同步電機的優(yōu)點、應(yīng)用領(lǐng)域 2、數(shù)學(xué)模型 坐標(biāo)變換原理 在轉(zhuǎn)子d-q軸坐標(biāo)下的數(shù)學(xué)模型 2、內(nèi)置式永磁同步電機概況和數(shù)學(xué)模型優(yōu)點： 結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、可靠性好、損耗小、效率高應(yīng)用領(lǐng)域： 航天航空、家電、石油、混合動力汽車、醫(yī)療、數(shù)控等 數(shù)學(xué)模型 常用軸系： 1、三相靜止ABC坐標(biāo)

2、軸系 2、兩相靜止坐標(biāo)軸系 3、兩相旋轉(zhuǎn)d-q坐標(biāo)軸系 坐標(biāo)變換： 三相靜止到兩相靜止坐標(biāo)的變換 兩相靜止到兩相旋轉(zhuǎn)的變換 在轉(zhuǎn)子d-q坐標(biāo)軸系下的數(shù)學(xué)模型定子電壓方程： 磁鏈方程： 轉(zhuǎn)矩方程：ds ddeqqs qqedURipwURipwdd dfqq qL iL i3()2emnd qq dTpii3、內(nèi)置式永磁同步電機的矢量控制1、矢量控制原理2、常用控制策略 id = 0 控制 控制 弱磁控制 最大轉(zhuǎn)矩電流比（MTPA)控制 cos1 最大轉(zhuǎn)矩電流比控制 最大轉(zhuǎn)矩電流比控制： 在給定轉(zhuǎn)矩時，最優(yōu)分配交、直軸電流分量，使電機的定子電流最小，達(dá)到單位電流下電機輸出轉(zhuǎn)矩最大 最大轉(zhuǎn)矩電流比

3、控制 定子電流矢量圖 最大轉(zhuǎn)矩電流比控制電磁轉(zhuǎn)矩公式：最佳定子電流矢量角：直軸電流：231sin(LL )sin2 22emnf sdqsTpii2228(LL )cos4(LL )ffdqsdqsii2228(LL )4(LL )ffdqsddqii 內(nèi)置式永磁同步電機MTPA控制系統(tǒng)框圖 帶交叉項的MTPA 控制 4、仿真分析 1、空載 2、突加10N.m負(fù)載 4、仿真分析 在給定負(fù)載轉(zhuǎn)矩時，通過與id=0控制方法仿真對比，最大轉(zhuǎn)矩電流比控制最優(yōu)的分配了交、直軸電流，使電機的定子電流最小，降低了電機的銅損耗，提高了電機的效率和轉(zhuǎn)矩輸出能力，使系統(tǒng)的控制得到了優(yōu)化 4、仿真分析1、電機參數(shù)變化對控制的影響 通過分析可知：電機在運行時，交軸電感變化量最大，且引起的最佳定子矢量角的偏差也最大，定子電流的變化也最大；直軸電感次之，永磁體磁鏈的影響最小 4、仿真分析2、 PI 參數(shù)對控制的影響 和 不同時對轉(zhuǎn)速、電流的響應(yīng)曲線的影響，通過分析曲線的超調(diào)量和調(diào)節(jié)時間得出： 增大時，曲線的超調(diào)量增大，增加了系統(tǒng)的振蕩； 增大時，曲線的調(diào)節(jié)時間縮短，加快了動態(tài)響應(yīng)速度pkikpkik5、結(jié) 論 內(nèi)置式永磁同步電機在采用最大轉(zhuǎn)矩電流比控制時，能夠最大限度的利用磁阻轉(zhuǎn)矩，在