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基于转子磁链观测器的可控磁通永磁同步电机矢量控制研究

作　者: 胡跃伟
导　师: 陈益广
学　校: 天津大学
专　业: 电机与电器
关键词: 内置混合式转子结构磁通可控永磁同步电动机 矢量控制 转子磁链观测器 参数自整定 速度控制器
分类号: TM341
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


传统永磁同步电动机永磁体励磁固定,直轴电感小,弱磁升速困难。内置混合式转子可控磁通永磁同步电动机充分利用铝镍钴永磁体剩磁密度高、矫顽力低,而钕铁硼永磁体剩磁密度和矫顽力都很高的特点,在转子空间内合理放置两种永磁体,在不增加逆变器容量的情况下,利用三相定子绕组施加直轴电流矢量id脉冲产生的直轴电枢磁动势,即可控制电机永磁气隙磁场的强弱,可以在很宽的调速范围内运行。本文对内置混合式转子可控磁通永磁同步电动机的运行原理进行了深入的研究和分析,在id=0矢量控制策略下,增加了增去磁判断模块。在正常工作时采用id=0控制方式,当调整转子磁通时,另交轴电流给定iqref =0,当iq的绝对值减小到设定的某一最小电流Imin后,施加增磁或去磁控制所需要直轴电流给定idref,在增磁或去磁控制目的完成后,重新将直轴电流给定idref切换到0,即令idref=0,电机直轴电流id迅速减小;等待到直轴电流id绝对值小于预置的最小电流Imin后,再将iqref切换到正常运行时的值。重新恢复到控制器以转子永磁磁场进行磁场定向的直轴电流id=0矢量控制策略运行方式。针对此电机磁通可控的特点,设计了转子磁链观测器用以估算转子磁链的大小。分别采用自适应观测器和基于扩展卡尔曼滤波的磁链观测器的系统进行了深入研究,对两种方案加以对比。由于电机工作时内部磁场的剧烈变化,传统的PI控制器难以满足控制系统的要求,本文提出了一种具有参数自整定功能的速度控制器。在MATLAB/Simulink对整个矢量控制系统进行仿真,验证了所提出的基于转子磁链观测器的可控磁通永磁同步电动机矢量控制系统是可行的,且该系统有较好的静态、动态性能。

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 交流电机 > 同步电机
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