初級(jí)永磁型直線電機(jī)的矢量控制研究

1.67萬字
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摘要 伴隨城市化的發(fā)展，城市軌道交通正在經(jīng)歷突飛猛進(jìn)的變化,隨之而來的是電機(jī)牽引系統(tǒng)研究的興起。通過分析當(dāng)前應(yīng)用于軌道交通的各種電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)，認(rèn)識(shí)到一種兼具直線感應(yīng)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、成本低以及永磁直線同步電機(jī)高效率優(yōu)點(diǎn)的新型初級(jí)永磁型直線電機(jī)。該電機(jī)次級(jí)定子僅由導(dǎo)磁鐵心構(gòu)成，繞組和永磁體均置于初級(jí)動(dòng)子，對(duì)于軌道交通等長行程的場(chǎng)合，能有效地降低工程成本。
本文以該種初級(jí)永磁型直線電機(jī)為研究對(duì)象，完成了以下的工作：推導(dǎo)建立了該種新型電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，采用矢量控制策略對(duì)該種初級(jí)永磁型直線電機(jī)進(jìn)行控制，闡述了電流滯環(huán)PWM控制和電壓空間矢量PWM控制的原理，設(shè)計(jì)了初級(jí)永磁型直線電機(jī)控制系統(tǒng)的Matlab/simulink仿真模型，同時(shí)得到了電流滯環(huán)PWM控制和電壓空間矢量PWM控制下的仿真結(jié)果，通過對(duì)仿真結(jié)果的分析，比較了兩種控制方法下的控制效果，得出了矢量控制策略對(duì)電機(jī)性能影響的相關(guān)結(jié)論。
關(guān)鍵詞 永磁電機(jī) 直線電機(jī) 電機(jī)控制技術(shù) 矢量控制


Research on Vector Control System for Primary Permanent-Magnet
Linear Motor
Abstract With the development of urbanization, urban rail transit system is undergoing rapid change, followed by a rise of the research on linear motor traction system. This paper analyzes the advantages and disadvantages of the current motor which applied to the Rail traction systems, recognizing a new motor structure called “primary permanent magnet linear motor”, this motor incorporates the merits of both the high power density of permanent magnet linear motors and the simple structure of linear induction motors, in which both the permanent magnet and armature winding sare located in the short primary mover, while the long stator is only made of iron. And it is very suitable for long stator applications, such as urban rail transit, it can effectively reduce the cost of the project.
With the study on this kind of motor, a mathematical model of the primary permanent magnet linear motor has been established, and choose the vector control strategy to achieve it. Described the current PWM control and hysteresis voltage space vector PWM control principle. Designed Matlab / simulink simulation model of the primary permanent magnet linear motor control system while getting the simulation results under the hysteresis current pulse width modulation control and voltage space vector pulse width modulation control through the analysis of simulation results, and compared the effects of under the control of two control methods. Finally, Show the performance impact of vector control strategies on the relevant conclusions motor.
Key words Permanent magnet motor Linear motor Motor control technology Vector control

目 錄
第一章 緒論 1
1.1 課題的研究背景及其意義 1
1.2 軌道交通牽引的現(xiàn)狀 1
1.3 應(yīng)用于軌道交通的直線電機(jī)研究現(xiàn)狀 2
1.3.1 直線感應(yīng)電機(jī) 3
1.3.2 永磁直線電機(jī) 4
1.4 本文研究的對(duì)象 4
1.4.1 問題的提出 5
1.5 本文的內(nèi)容安排 5
第二章 PPML電機(jī)的數(shù)學(xué)模型 7
2.1 定子坐標(biāo)系下的方程 7
2.1.1 電壓方程 7
2.1.2 磁鏈方程 7
2.1.3 推力方程 8
2.2 轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系下的方程 9
2.2.1 磁鏈方程和電感方程 10
2.2.2 電壓方程和電流方程 11
2.2.3 推力方程 12
2.3 本章小結(jié) 13
第三章 矢量控制策略 14
3.1 矢量控制的提出 14
3.2 永磁同步電機(jī)矢量控制方法分類 15
3.2.1 Id=0控制 15
3.3 電流滯環(huán)脈寬調(diào)制和電壓空間矢量脈寬調(diào)制控制策略 16
3.3.1 電流滯環(huán)脈寬調(diào)制控制策略 16
3.3.2 電壓空間矢量脈寬調(diào)制控制策略 17
第四章 PPML電機(jī)建模與仿真 18
4.1 電機(jī)本體模型 18
4.2 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì) 19
4.3 控制器的設(shè)計(jì) 21
4.3.1 轉(zhuǎn)速PI控制 21
4.3.2 PWM波的產(chǎn)生方式 23
4.3.3 電流滯環(huán)PWM控制 23
4.3.4 SVPWM控制 24
4.4 仿真調(diào)試 30
4.5 電機(jī)的部分仿真參數(shù) 30
4.6 PPML電機(jī)正常運(yùn)行下的仿真 30
4.6.1 電流滯環(huán)PWM控制下的仿真分析 30
4.6.2 SVPWM控制下的仿真分析 32
4.7 本章小結(jié) 34
第五章 工作總結(jié)與展望 35
5.1 工作總結(jié) 35
5.2 工作展望 35
致 謝 37
參考文獻(xiàn)： 38