全数字永磁交流伺服系统设计研究与仿真

论文摘要

随着电子技术和永磁材料的不断发展,尤其是微处理器的不断普及,全数字永磁交流伺服系统的发展日新月异。目前全数字永磁交流伺服系统已经成为一门集电机、电力电子、自动化、计算机控制和数字仿真为一体的新兴学科,因此进一步研究全数字永磁交流伺服系统是刻不容缓的。本文在第一章对全数字永磁交流伺服系统的概念做了一些介绍,展望了全数字永磁交流伺服系统发展的方向和趋势,并描述了全数字永磁交流伺服系统所具有的一些独有的特点。在第二章中,本文介绍了目前全数字永磁交流伺服系统采用的一些常见的方式并对各种方式的优缺点做了一个综合的比较,然后在此基础上,讨论了永磁同步电机及控制的一些特点。在第三章中,本文提出了永磁同步电机及驱动控制的模型,具体介绍了其运行原理和电路、磁路的设计,并对各部分功能详细的阐述。在第四章中,本文对系统中永磁同步电机进行了有限元计算和电磁场仿真,针对产品研制过程中出现的问题通过电磁场仿真进行定位并解决了相应的问题;此外还介绍了全数字永磁交流伺服系统的一些测试方法。最后本文对整个系统的设计工作做了一点总结,对系统所具有的一些特点作了描述,同时提出了系统有待完善和改进的一些地方,对系统的进一步发展方向进行了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 全数字永磁交流伺服系统的研究背景及意义
• 1.2 全数字永磁交流伺服系统的基本概念
• 1.3 全数字永磁交流伺服系统的特点
• 1.3.1 数字控制系统的主要特点
• 1.3.2 永磁同步电动机的主要特点
• 1.4 全数字永磁交流伺服系统的国内外研究现状
• 1.5 本文的主要内容及组织结构
• 第二章 全数字永磁交流伺服系统概述
• 2.1 全数字永磁交流伺服系统的运行原理
• 2.2 全数字永磁交流伺服系统中不同电机的比较
• 2.2.1 全数字永磁交流伺服系统中电机的分类和特点
• 2.2.2 全数字永磁交流伺服系统中两种电机的应用比较
• 第三章 三相永磁同步电动机的数学模型和矢量控制
• 3.1 三相永磁同步电动机的基本结构
• 3.2 三相永磁同步电动机的磁路特点
• 3.3 三相永磁同步电动机的数学模型
• 3.3.1 坐标变换和矢量变换
• 3.3.2 定子电压方程
• 3.3.3 转矩方程
• 3.4 电动机参数和等效电路
• 3.4.1 参数计算
• 3.4.2 电压等效电路
• 3.5 永磁同步电机的控制策略
• 3.5.1 交流调速理论
• 3.5.2 系统控制策略
• 3.5.3 永磁同步伺服系统控制策略
• 3.5.3.1 两种控制方案的简要原理及控制思想
• 3.5.3.2 两种控制方案的比较
• 3.5.4 永磁同步电机的电流控制方法分析
• d=0 的控制'>3.5.4.1 i_d=0 的控制
• 3.5.4.2 转矩电流比最大控制
• 3.5.4.3 功率因数等于1 的控制
• 3.5.4.4 恒磁链控制
• 3.5.4.5 四种电流控制策略的特点比较和电流控制方案确定
• 第四章 三相永磁同步电动机的设计、仿真和测试
• 4.1 三相永磁同步电动机的设计
• 4.2 三相永磁同步电动机有限元仿真的意义
• 4.3 三相永磁同步电动机的有限元仿真
• 4.4 有限元仿真与实际问题的相互结合
• 4.5 三相永磁同步电动机的测试
• 4.5.1 三相永磁同步电动机的性能测试平台
• 4.5.2 三相永磁同步电动机的弱磁测试
• 第五章 总结和展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论文