1、“.....则可以产生以同步角频率旋转的三相定子合成磁动势空间矢量。两相静止坐标系坐标系假定有两相空间位置相差的固定绕组,其轴线分别为,组成两相静止图常用的坐标系平顶山学院届本科毕业设计永磁同步电机矢量控制系统信号检测游松超坐标系轴逆时针超前轴。若在此两相固定绕组中,通以在时间上相差电角度的两相平衡交流电流,同在定子三相绕组中通以时间上互差的三相平衡正弦电流样,也会产生同样的合成磁动势空间矢量。两相旋转坐标系坐标系前面的坐标系和坐标系都是静止不动的,而坐标系却是固定在电机转子上,同转子起以同步角频率旋转,因此称为旋转坐标系如图所示,其两坐标轴分别为,空间位置相差轴逆时针超前轴。如在该相互垂直的绕组中通入直流电流,同样也可以产生与上述三相定子合成磁动势空间矢量样的合成磁动势空间矢量。坐标变换及变换矩阵目前......”。
2、“.....这其中最关键的问题就是交流量与直流量的转换,这就需要借助坐标变换使各物理量从静止坐标系转换到同步旋转坐标系。坐标变换必须遵循两个原则变换前后电流所产生的旋转磁动势完全致变换前后电动机的功率相等。由以上原则推导出三种坐标系之间的变换关系如下式中是轴与轴之间的夹角为电压电流与磁链等矢量,其中式就是通常所谓的变换,式则是通常所谓的变换。这些变换都是可逆的......”。
3、“.....为了满足功率不变的原则,两相定子线圈的有效匝数应为原来三相绕组每相有效匝数的倍,两相定子线圈内个物理量的正方向和原定子三相绕组的规定相同。电机的数学模型电机的数学模型是我们研究系统动静态性能和对系统进行控制设计的依据因此,数学模型的好坏对控制系统的性能有着非常重要的影响。由于永磁同步电机的各物理量之间复杂的电磁耦合合关系,以及饱和等非线性的影响,使得的建模非常困难。为了简化分析,结合本课题所使用的的特点,对电机作如下些假设假设磁路线性,不计涡流磁滞以及铁心饱和的影响。假定永磁材料的电导率等于零,不计电机绕组漏感。假定定子绕组是三相对称分布,转子上无阻尼绕组。不计磁场的高次谐波,定转子绕组产生的气隙磁场看成正弦分布的。在三相定子坐标系中,由于电机参数与转子的位置有关,使得电机的数学模型非常复杂。在此基础上进行控制系统的研究十分困难而在旋转坐标系中,由于坐标轴和磁链都以同步转速旋转......”。
4、“.....有利于我们进行控制系统的设计因此,通常采用旋转坐标系下的数学模型来分析和设计永磁同步电动机伺服控制系统。在旋转坐标系下永磁同步电机的数学模型如下电压方程定子磁链方程电磁转矩方程平顶山学院届本科毕业设计永磁同步电机矢量控制系统信号检测游松超机械运动方程式中,是么,轴定子电流分量,是,轴定子电压分量,是定子电枢绕组电阻,是气隙磁链,是转子磁钢在定子绕组中产生的耦合磁链是电机,轴的主电感,是电机转子的磁极对数,是转子与负载的转动惯量是摩擦系数,是电机负载的转矩,是角速度是电角速度,且,是转子的机械位置与起始点的夹角。从式可以看出,电机的电磁转矩由两部分组成,第部分是与轴电流如成正比的永磁转矩第二部分是与轴电流的乘积成正比的磁阻转矩......”。
5、“.....在插入式和内装式的中,由于转子磁路般不对称,所以在大多数情况下都有而在面装式的中,由于转子磁路对称导致,所以其磁阻转矩为零,从而其电磁转矩方程只包括第项永磁转矩,因此式可化为矢量控制系统的工作原理信号检测矢量控制系统的工作原理图示出采用转子磁场定向的矢量控制系统原理框图。若使两相,坐标系与转子磁链同步旋转,并进步将轴取在转子磁链方向上,则转子磁链与转矩分别由定子电流的励磁分量和转矩分量控制,当转子磁链幅值保持恒定时,系统可实现对转矩与转子磁链的解耦控制。图表明,这是个电流内环转速外环的双闭环控制系统。首先,根据检测到的电机转速和输入的参考转速。利用转速与转矩的关系,通过速度控制器计算得到定子电流,的参考输入和。通过相电流检式中,为变压器的变比。定子绕组输出的端电压是经过转子位置调制后的高频电压信号,因此需要对其进行解调以获取转子的绝对位置角......”。
6、“.....因此经过高频信号的解调后即可获得转子绝对位置。旋变与旋变数字转换装置旋变解码芯片接线示意图如图平顶山学院届本科毕业设计永磁同步电机矢量控制系统信号检测游松超图旋变与解码芯片接线示意图如图所示,解码芯片输出个高频正弦信号,经过滤波与功率放大后对旋变进行激磁,同时该信号经过相位校正电路以后重新输入到解码芯片,为其精确解码提供参考旋变输出两路经过高频调制后的包含转子位置信息的正弦信号,两路信号经过信号调理滤波放大送至解码芯片解码芯片经过高速数字运算,再经过数字接口与微控制器通信,同时输出模拟监控信号供电路调试使用,最终确定转子位置。转速检测永磁同步电动机矢量控制系统,为了提高控制系统的精度转速检测器可采用增量式光电编码,从光电编码器中输出的信号是个互差的脉冲序列,从这个信号能计算出电动机速度和转动方向......”。
7、“.....为防止记数时编码器的输出脉冲丢失,需利用此定位信号作为位置计数的复位信号,根据这个信号就能确定转子相对于定子的位置。具有其特殊功能模块正交解码电路和捕获单元,它们可以直接与光电编码器相连,用于转速检测。其中电路内部设有转向判别和倍频功能,因此不再需要其它辅助电路,接口电路设计变得非常简单。而且具有功能强大的通用定时器完成对脉冲信号的计数。其硬件接线如图所示。平顶山学院届本科毕业设计永磁同步电机矢量控制系统信号检测游松超图的硬件连接在本系统中,利用的单元检测两列正交解码输入脉冲的两个边沿实现码盘输出信号的四倍频,并且利用通用定时器作为电路的时间基准对脉冲进行计数,通过的计数就可以知道转子磁极的相对位置。信号用于确定转子磁极的绝对位置,信号与捕获输入引脚相连,当捕获单元使能后,能捕获的上升沿变化,触发个相应的捕获中断,在中断服务程序中,的计数值被存储在相应的级深度堆栈中......”。
8、“.....转子每旋转周,基准值就被重新定义次,这样可以避免因两相信号的丢失或外界的干扰而引起的位置磁极位置的误差,保证了转角计算的准确性。当电机正转时,电路的方向检测逻辑测定出连接到光码盘相的输入引脚上脉冲序列的相位领先于上的脉冲信号,然后产生个方向信号此信号可以在特殊寄存器内读取,以此判别转向作为定时器的计数方向,则计数器递增计数反之,若电机反转,则递减计数。定时器在计数器下溢或溢时发生翻转,并重新开始计数。永磁同步电机矢量控制系统及仿真永磁同步电机的矢量控制系统典型的转速电流闭环矢量控制系统如图所示。由于矢量控制的思想是平顶山学院届本科毕业设计永磁同步电机矢量控制系统信号检测游松超控制转子坐标系上的定子电流分量,所以需要转子位置信号以供坐标变换所需,同时也可据此计算出电机的转速,因此转子位置信号检测电路是系统的个关键部分。转速闭环调节器发出电机转矩指令......”。
9、“.....然后分别经过两路的电流闭环通道电流调节器,输出轴的控制电压,再经过图中。变换后得到静止坐标系的电压控制量,最后采用空间矢量脉宽调制技术输出信号去控制电压源逆变器向永磁电机供电。图中虚线框内部单元由公司实现。图永磁同步电机矢量控制系统仿真根据永磁同步电机数学模型用建立了永磁同步电机的模块如图所示平顶山学院届本科毕业设计永磁同步电机矢量控制系统信号检测游松超图永磁同步电机模块三相永磁同步电机矢量控制仿真框图如图所示图三相永磁同步电机矢量控制仿真框图图电流滞环控制模块平顶山学院届本科毕业设计永磁同步电机矢量控制系统信号检测游松超图模块实现框图图模块实现框图仿真中用到的电机参数如下定子电阻为定子直轴电感和交轴电感都为,永磁磁极与定子绕组交链的磁链为,转动惯量,极对数,给定转速为,在时,负载转矩由突变为......”。
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