基于损耗模型的永磁同步电机效率优化算法研究

摘要

我国自提出建设资源节约型社会以来，大力提倡节能减排，各行业尤其工业领域愈加关注能源问题。据统计，电机耗电量占总用电量的60％以上。近年来，永磁同步电机因体积小、重量轻、功率因数高等优点应用日渐广泛，成为上业领域重要用电设备。因此，研究永磁同步电机效率优化问题对响应国家节能减排政策具有实际意义，能够带来可观的经济效益。
　　本文主要研究基于损耗模型的永磁同步电机效率优化算法。首先，分别通过对比仿真和半实物实验验证了考虑铁损的永磁同步电机数学模型的正确性。其次，对永磁同步电机进行了损耗分析，并得到了永磁同步电机损耗模型，推导得到永磁同步电机损耗最小条件。在永磁同步电机矢量控制策略的框架下，结合永磁同步电机损耗最小条件提出一种基于损耗模型的永磁同步电机效率优化算法。在Matlab/Simulink巾搭建了仿真模型，验证了基于损耗模型的永磁同步电机效率优化算法的正确性、有效性。
　　最后，在以TMS320F28335DSP为控制核心芯片的永磁同步电机调速实验平台上实现了矢量控制策略下的永磁同步电机损耗模型效率优化算法。实验结果表明本文效率优化算法可在不牺牲响应快速性的前提下，提高电机运行效率。给出了电机在不同转速、不同负载转矩时节能效果分析，分析结果表明效率优化算法正确、有效、可行。

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1绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2永磁同步电机效率优化方法研究现状

1.3本文拟解决的问题及研究的内容

2考虑铁损的永磁同步电机数学模型的建立

2.1永磁同步电机等效电路

2.2永磁同步电机铁损等效电阻的获取

2.3考虑铁损的永磁同步电机数学模型的建立

2.4考虑铁损的永磁同步电机数学模型的验证

2.5本章小结

3永磁同步电机损耗的理论分析

3.1永磁同步电机损耗种类

3.2永磁同步电机损耗的理论分析

3.3本章小结

4基于损耗模型的永磁同步电机效率优化算法

4.1基于损耗模型的永磁同步电机效率优化算法介绍

4.2基于损耗模型的永磁同步电机效率优化算法对电机磁场的影响分析

4.3基于损耗模型的永磁同步电机效率优化算法控制框图

4.4本章小结

5基于损耗模型的永磁同步电机效率优化算法仿真分析

5.1基于损耗模型的永磁同步电机效率优化算法仿真模型

5.2人工搜索最小损耗与效率优化算法最小损耗对比仿真结果及分析

5.3基于损耗模型的永磁同步电机效率优化算法仿真结果及分析

5.4本章小结

6基于损耗模型的永磁同步电机效率优化算法实验研究

6.1永磁同步电机调速实验平台简介

6.2基于损耗模型的永磁同步电机效率优化算法软件设计

6.3基于损耗模型的永磁同步电机效率优化算法实验结果及分析

6.4本章小结

7结论及展望

7.1结论

7.2工作展望

致谢

参考文献

在校学习期间所发表的论文及参与的科研项目

附录：永磁同步电机参数