目录
第一章绪论 (1)
1.1 课题研究背景及意义 (1)
1.2 交流永磁同步电机发展概况 (2)
1.3 永磁同步电机参数研究现状 (3)
1.4 本文主要研究工作 (4)
第二章永磁同步电机数学模型及控制方法 (7)
2.1 永磁同步电机结构 (7)
2.2 空间坐标矢量变换 (7)
2.2.1 Clark变换 (8)
2.2.2 Park变换 (9)
2.3 永磁同步电机矢量控制 (10)
2.3.1 永磁同步电机数学模型 (10)
2.3.2 PMSM矢量控制方法选择 (15)
2.4 空间矢量PWM（SVPWM）技术 (20)
第三章永磁同步电机参数整定 (27)
3.1影响参数变换的因素 (27)
3.1.1 影响电阻变化的因素 (27)
3.1.2 影响电感变化的因素 (28)
3.2 永磁同步电机定子电阻参数整定 (28)
3.3 永磁同步电机定子电感参数整定 (29)
第四章永磁同步电机转子初始位置测定 (32)
4.1 高频电流注入法转子初始位置测量原理 (32)
4.2 高频正弦电压注入法转子初始位置测量原理 (35)
4.3 脉冲电压注入法转子初始位置测量原理 (38)
第五章永磁同步电机控制器硬件电路设计 (41)
5.1 系统主功率电路设计 (41)
5.1.1 整流电路设计 (41)
5.1.2 开关电源电路设计 (43)
5.1.3 逆变电路设计 (45)
5.2 采样电路 (46)
5.2.1 电流采样电路 (46)
5.2.2 电压采样电路 (47)
第六章永磁同步电机控制器软件设计 (49)
6.1 SVPWM算法实现 (50)
6.2 永磁同步电机定子电阻参数整定软件设计 (51)
6.3 永磁同步电机定子电感参数整定软件设计 (52)
6.4 永磁同步电机转子位置测定软件设计 (53)
第七章永磁同步电机参数整定实验结果 (57)
7.1 永磁同步电机定子电阻参数整定结果 (57)
7.2 永磁同步电机定子电感参数整定结果 (58)
7.3永磁同步电机转子位置测定结果 (60)
总结与展望 (62)
参考文献 (64)
发表文章 (67)
附录1 单端反激式开关电源实物图 (68)
致谢 (69)
永磁同步电机参数整定方法研究 第一章 绪论
第一章绪论
1.1 课题研究背景及意义
自20世纪80年代后期以来，随着现代工业的飞速发展，人们对作为工业设备重要驱动源之一的伺服控制系统的要求愈来愈高，钻研和发展高性能的交流永磁同步电机伺服体系已成为国内外广大研究人员的共同目标[1]。目前根据电机的驱动源特性可以将其分为两种类别：直流电机、交流电机；根据电机的控制方法分类又可以分为：同步电机和异步电机。永磁同步电动机即属于交流电机又从属于同步电机，由于其性能经过不断的优化以及结构呈现出的多样性不仅在日常生活生产同时在国防、高端制造业等领域永磁同步电机得到广泛应用[2]。随着智能控制理论、电力电子器件、伺服电机以及微处理技术等关键技术的发展，交流伺服驱动技术取得了空前的巨大进步[3]，同时伴随着永磁同步电机的出现，交流伺服系统越发凸显其高效率、高功率密度、控制简单、转矩脉动小的优点[4].
从20世纪70年代开始，我国研究人员开始了对交流调速系统的研究，到1984年时比重达到50%左右，经过三年时间的发展，到1987年比重就达到了66%。为加快我国电力电子基础元件和变频装置等的发展，国家科委组成了电力电子技术发展战略研究组，为伺服系统的研究发展提供了科学理论依据[5]。由于交流永磁同步电机本身所具备优良的结构特性，另外在电机控制方面可以利用矢量控制实现转矩的线性控制，提高了交流伺服系统的控制性能，所以在交流伺服系统领域受到人们的青睐[6]，随着各国精英对永磁材料的研究日益深入，永磁材料在价格以及材料磁性能方面都有很好的完善。新型永磁材料的出现使得众多研究与开发人员更加垂青于永磁同步电机，并广泛应用于中小功率、高精度、高可靠性、宽调速范围的伺服系统中，航空、航天、数控机床、加工中心、机器人等场合均成为了永磁同步电机的进军领域[7][8]。由于永磁同步电机性能的有效提高，在很多高性能的电伺服系统中都可以察觉到它的身影，所以深入对磁同步电机调速系统及其本身特性的研究具有十分重要的现实意义。