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《南京航空航天大学》 2007年
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无轴承异步电机控制策略的研究

王宇  
【摘要】: 无轴承电机是一种集驱动和自悬浮功能于一体的新型磁悬浮电机。该电机自20世纪90年代提出以来,目前已逐步成为交流电机领域一个新的研究热点。 针对无轴承异步电机气隙磁场定向算法控制复杂、存在失稳转矩及高度非线性等局限性,本文主要对无轴承异步电机悬浮子系统独立控制算法和无轴承异步电机直接转矩控制算法进行了一些基础研究,主要内容如下: 针对基于U-I模型的无轴承异步电机悬浮子系统独立控制算法中的纯积分这一问题,本文研究了一种新的电机磁链辨识算法,该算法中的高通滤波器可将反电势中的直流量完全滤除,高通滤波器引起的相位超前经过一级坐标变换即可进行补偿,高通滤波器的截止频率等于电机的同步角频率。该算法可以有效地消除纯积分环节存在的问题,同时不会在辨识的磁链中引入幅值和相位误差。基于新辨识算法的无轴承异步电机悬浮子系统独立控制能够实现电机的稳定悬浮。 为克服气隙磁场定向算法的局限,将直接转矩控制算法引入到无轴承异步电机解耦控制中。传统的直接转矩控制算法中磁链与转矩采用的是滞环控制,无电流闭环,电流的谐波系数较大,转矩存在着较大脉动。利用小信号模型分析了转矩绕组电流波动对无轴承异步电机麦克斯韦力的影响,并研究了一种基于SVPWM的直接转矩控制算法,转矩PI环和磁链PI环的输出分别为磁链的相位角增量和幅值增量,然后经过相位角增量校正环节解决了转矩环和磁链环的干扰问题,对SVPWM的谐波系数进行了分析,优化设计了SVPWM波占空比与直流母线电压幅值的比例关系。通过对比试验证明,与传统DTC相比,本文研究的算法降低了电流的THD,减小了电机转矩的脉动,提高了无轴承异步电机的悬浮性能。 本文对无轴承异步电机的直接转矩控制系统和SVPWM控制系统的逆变器单相开路容错方案分别进行了研究。实现了基于直接转矩控制的无轴承异步电机在容错后四相三开关系统下的稳定悬浮。对于SVPWM控制系统,设计了两路五段式SVPWM开关状态表,研究了一种基于分矢量作用时间的电机相电压估计算法,该算法在省去电压传感器的同时,解决了由于电压传感器滤波作用带来的检测电压相位超前和幅值衰减问题,实现了无轴承异步电机在SVPWM容错算法下的稳定悬浮。 无轴承异步电机双DSP工作时存在系统结构复杂和双机通讯问题,本文分析了两套绕组双机通讯中传递气隙角度信息固有的数据延时问题。提出以应用一个DSP(TMS320F2812)来实现对无轴承异步电机系统两套绕组的控制。优化了单DSP控制系统的硬件软件设计,实现了无轴承异步电机在单DSP控制系统下的稳定悬浮。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TM343

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 吴楠;;基于U-I模型的动力磁轴承独立控制系统的研究[J];电工电气;2011年02期
【参考文献】
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1 邓智泉,张宏全,王晓琳,严仰光;基于气隙磁场定向的无轴承异步电机非线性解耦控制[J];电工技术学报;2002年06期
2 祝龙记,王汝琳;基于直接转矩控制的高性能磁链观测与速度观测[J];电机与控制学报;2004年03期
3 俞红祥,吕广强,纪延超;一种基于新型积分算法感应电机定子磁链估算方法的研究[J];电机与控制学报;2005年01期
4 陈伯时;;矢量控制与直接转矩控制的理论基础和应用特色[J];电力电子;2004年01期
5 邓智泉,何礼高,严仰光;无轴承交流电机的原理及应用[J];机械科学与技术;2002年05期
6 张宏荃,王晓琳,邓智泉,严仰光;基于逆变器开关状态的无轴承异步电机悬浮系统独立控制[J];南京航空航天大学学报;2004年05期
7 韦立祥,刘丛伟,孙旭东,李发海;一种消除电压型磁链观测器中直流偏置误差的新方法[J];清华大学学报(自然科学版);2001年09期
8 黎亚元,唐浦华,宋昌林;直接转矩控制中一种磁链估计新方法[J];中国电机工程学报;2000年05期
9 王宝国,王凤翔;磁悬浮无轴承电机悬浮力绕组励磁及控制方式分析[J];中国电机工程学报;2002年05期
10 邓智泉,王晓琳,李冰,何礼高,严仰光;无轴承异步电机悬浮子系统独立控制的研究[J];中国电机工程学报;2003年09期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 李冰;电磁轴承系统集成化技术的研究[D];南京航空航天大学;2003年
2 张宏荃;无轴承异步电机非线性解耦控制的研究[D];南京航空航天大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王宝兰;巴拉洛夫;潘剑怀;;含各向异性介质的三维不均匀涡流场有限元法计算[J];安徽工学院学报;1988年04期
2 邵呜;刘家军;潘剑怀;;D.S.C变频调速系统的全模电实现及低速模型的改进[J];安徽工学院学报;1992年04期
3 郭兴众;;直接转矩控制中无速度传感器技术的现状及发展[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2006年02期
4 朱达荣;朱卫国;;低速高扭矩永磁直流电机的设计及参数解析计算[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年04期
5 闻飞;;软开关电路分析[J];安徽水利水电职业技术学院学报;2012年02期
6 张继军,侯君;单片机在双馈发电机调速控制系统中的应用[J];安阳大学学报;2004年02期
7 廖自力,李长兵,纪象普;无刷直流电动机(BLDCM)数字控制系统在坦克电传动中应用的研究[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1999年03期
8 周箴,万淑芳,尹泉,王离九;模糊控制在无速度传感器交流调速系统中的应用[J];兵工自动化;1999年02期
9 张森;石航飞;陈志锦;周旭;杨凯;;基于DSP的永磁同步电机的矢量控制[J];兵工自动化;2011年10期
10 孙明迪,康锐;单片机控制PWM交流变频调速系统[J];北京航空航天大学学报;1991年03期
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1 胡伟明;;基于STM32纯电动汽车电驱控制研究[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年
2 刘贤兴;董磊;范文进;孙宇新;;五自由度无轴承异步电机的α阶逆系统解耦控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 董磊;刘贤兴;孙宇新;;无轴承异步电机径向悬浮力的微分几何变结构解耦控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 谢桦;张德宏;;双馈风力发电机组最大风能捕获控制方法研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
5 刘贤兴;王伟;朱大敏;;基于自抗扰控制器的无轴承异步电机SVM-DTC系统[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 ;Direct Torque Control of Permanent Magnet Synchronous Motor[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 潘伟;许波;孙晓东;朱熀秋;;无轴承永磁同步电机转矩和悬浮力直接控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
8 潘伟;许波;孙晓东;朱熀秋;;无轴承异步电机转子偏心的直接位移控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
9 刘琳琳;戈宝军;张志强;;变频电动机转子三维温度场计算及槽形影响分析[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
10 袁建生;李军;左鹏;宋向前;;不同截面形状轨道的电磁炮电流分布特性分析[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邓歆;异步电机全阶磁链观测器的设计分析及其应用研究[D];华中科技大学;2010年
2 王晋;多相永磁电机的理论分析及其控制研究[D];华中科技大学;2010年
3 杨通;高速大推力直线感应电机的电磁理论与设计研究[D];华中科技大学;2010年
4 庞珽;混合动力汽车双机械端口电机及其控制系统研究[D];华中科技大学;2010年
5 李奇南;钢板磁悬浮系统控制[D];浙江大学;2010年
6 金石;变速恒频无刷双馈风力发电机的直接转矩控制技术研究[D];沈阳工业大学;2011年
7 胡笳;系统扰动条件下同步发电机运行行为的时步有限元研究[D];华北电力大学(北京);2010年
8 赵海森;超高效异步电机损耗模型及降耗措施研究[D];华北电力大学(北京);2011年
9 康锦萍;考虑饱和与磁场畸变的汽轮发电机运行行为的研究[D];华北电力大学(北京);2010年
10 汪洪亮;逆变器并联系统若干关键问题研究[D];华中科技大学;2011年
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1 王立飞;基于ARM的三相交流异步电动机调速系统研究[D];华中农业大学;2010年
2 杨亮;基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究[D];安徽工程大学;2010年
3 凌刚;基于DSP+FPGA的永磁同步电动机伺服驱动器研究[D];安徽工程大学;2010年
4 史大伟;宽频调速系统设计及精度分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 李新文;船舶电力推进同步电机控制系统设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 陈启明;异步电机的单神经元直接转矩控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 朱志伟;基于滑模观测器的永磁同步电机无传感器研究[D];大连理工大学;2010年
8 于宏溪;永磁同步电机控制系统的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 周程勇;基于DSP的交流永磁同步伺服电机控制系统的实现[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 于群;异步电机矢量控制系统的参数辨识研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 邓智泉,王晓琳,张宏荃,李冰,何礼高,严仰光;无轴承异步电机的转子磁场定向控制[J];中国电机工程学报;2003年03期
2 邓智泉,王晓琳,李冰,何礼高,严仰光;无轴承异步电机悬浮子系统独立控制的研究[J];中国电机工程学报;2003年09期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 周远平;无轴承异步电机悬浮子系统独立控制的研究[D];南京航空航天大学;2005年
【二级参考文献】
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1 黄晓蔚,唐钟麟;一种用于有源磁悬浮轴承的基于采样一保持策略的开关型功率放大器[J];北京工业大学学报;1998年04期
2 邓智泉,严仰光;无轴承交流电动机的基本理论和研究现状[J];电工技术学报;2000年02期
3 曹建荣,虞烈,谢友柏;感应型磁悬浮电动机的解耦控制[J];电工技术学报;2000年05期
4 王凤翔,郑柒拾,王宝国;不同转子结构无轴承电动机的磁悬浮力分析与计算[J];电工技术学报;2002年05期
5 邓智泉,张宏全,王晓琳,严仰光;基于气隙磁场定向的无轴承异步电机非线性解耦控制[J];电工技术学报;2002年06期
6 阮毅,张晓华,徐静,朱峰,陈伯时;感应电动机按定子磁场定向控制[J];电工技术学报;2003年02期
7 陈伯时;;矢量控制与直接转矩控制的理论基础和应用特色[J];电力电子;2004年01期
8 夏雷,周国兴,吴启迪;直接转矩控制的ISR方法[J];电力电子技术;1998年04期
9 杨作兴,赵雷,赵鸿宾;磁轴承MPW开关功率放大器的研究[J];电力电子技术;2000年05期
10 李冰,邓智泉,严仰光;磁轴承三态开关功率放大器的电流模式控制[J];电力电子技术;2003年04期
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1 陆玉军;无轴承异步电动机系统仿真及轴向磁轴控制研究[D];南京航空航天大学;2002年
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9 周有为;刘和平;刘述喜;;异步电机无速度传感器矢量控制[J];电机与控制应用;2005年09期
10 李少龙,任永德,金爱娟,李航天;多相异步电机不对称运行的研究[J];中小型电机;2005年01期
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2 邰永;刘赵淼;;小型异步电机机壳表面的通风计算[A];北京力学会第15届学术年会论文摘要集[C];2009年
3 李国进;胡常林;侯绪达;;异步电机离线参数辨识[A];中南六省(区)自动化学会第二十九届学术年会论文集[C];2011年
4 赵波;厉虹;;异步电机定位控制方法研究[A];冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年
5 赵波;厉虹;;异步电机定位控制方法研究[A];全国冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年
6 徐建华;姚来强;;异步电机直接转矩控制系统的设计与仿真[A];自动化技术与冶金流程节能减排——全国冶金自动化信息网2008年会论文集[C];2008年
7 姚来强;徐建华;;异步电机直接转矩控制系统的设计与仿真[A];第九届全国电技术节能学术会议论文集[C];2007年
8 李谦祥;胡静涛;;基于虚拟仪器的异步电机试验系统与应用[A];第三届全国虚拟仪器大会论文集[C];2008年
9 潘伟;许波;孙晓东;朱熀秋;;无轴承异步电机转子偏心的直接位移控制[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
10 谢卫才;杨奇飞;林友杰;;变频调速异步电机噪声和振动的分析[A];第十七届中国小电机技术研讨会论文集[C];2012年
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1 湖北 彭力平;也谈三相鼠笼异步电机的缺相保护[N];电子报;2007年
2 王兵树万军 马士英;高压异步电机类型及其调速技术取向探讨[N];中国电力报;2007年
3 山东 孙兆欣;单向异步电机的三种切换法[N];电子报;2004年
4 程军 李金;异步电机电蚀集电环的处理[N];中国有色金属报;2005年
5 四川 张兴;单相异步电机的电容检测与配置[N];电子报;2009年
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1 方攸同;异步电机测试技术与可靠性研究[D];河北工业大学;2001年
2 王正齐;无轴承异步电机非线性解耦控制策略研究[D];江苏大学;2011年
3 张宏荃;无轴承异步电机非线性解耦控制的研究[D];南京航空航天大学;2005年
4 林友杰;异步电机变频调速节能控制运行研究[D];福州大学;2006年
5 曲永印;异步电机的高性能变频调速控制策略及系统实现研究[D];东华大学;2006年
6 赵海森;超高效异步电机损耗模型及降耗措施研究[D];华北电力大学(北京);2011年
7 王晓琳;无轴承异步电机基本控制策略研究与实现[D];南京航空航天大学;2005年
8 张兰红;异步电机起动/发电系统研究[D];南京航空航天大学;2006年
9 林磊;双三电平供电异步电机直接转矩控制系统研究[D];华中科技大学;2007年
10 苏位峰;异步电机自抗扰矢量控制调速系统[D];清华大学;2004年
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1 朱广泽;无轴承异步电机悬浮性能分析及优化[D];南京航空航天大学;2008年
2 孙晓东;无轴承异步电机非线性解耦与试验研究[D];江苏大学;2008年
3 赵筱赫;五自由度磁悬浮异步电机与数字控制系统设计[D];江苏大学;2009年
4 郝建欣;无轴承异步电机悬浮控制技术研究[D];江苏大学;2009年
5 李时育;大功率异步电机安全运行控制器的研究[D];湖南师范大学;2009年
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7 李兰兰;异步电机无速度传感器矢量控制系统的研究[D];武汉科技大学;2011年
8 史增树;异步电机无速度传感器矢量控制系统研究[D];西南交通大学;2006年
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