基于永磁同步电机的负载模拟系统研究

目录

声明

1 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 负载模拟系统的研究现状

1.3 电动负载模拟系统的研究现状

1.4 永磁同步电机控制方法研究现状

1.4.1 矢量控制方法研究现状

1.4.2 直接转矩控制方法研究现状

1.5 论文主要内容

2 永磁同步电机SVPWM直接转矩控制

2.1 永磁同步电机的数学模型

2.1.1 坐标变换

2.1.2 三相abc静止坐标系下的PMSM模型

2.2 电压空间矢量调制

2.2.1 SVPWM基本原理

2.2.2 SVPWM算法实现

2.3 混合型磁链观测模型

2.3.1 电流型磁链观测模型原理

2.3.2 电压型磁链观测模型原理

2.3.3 混合型磁链观测模型原理

2.4 传统直接转矩控制

2.5 SVPWM直接转矩控制

2.6 混合型磁链观测模型Matlab/Simulink仿真

2.7 SVPWM直接转矩控制与传统直接转矩控制性能比较

2.8 本章小结

3 永磁同步电机负载模拟系统及仿真研究

3.1 电机测试平台构成

3.2 机械负载转矩特性

3.2.1 恒转矩负载特性

3.2.2 恒功率负载特性

3.2.3 风机泵类负载特性

3.3 负载模拟系统控制策略

3.3.1 负载模拟系统数学模型

3.3.2 负载模拟系统速度限幅控制

3.3.3 负载模拟系统的构建

3.4 仿真模型构建

3.4.1 速度限幅控制模型

3.4.2 转轴模型

3.4.3 负载模拟系统仿真模型

3.5 仿真结果分析

3.6 本章小结

4 永磁同步电机负载模拟系统硬件设计

4.1 硬件电路总体方案设计

4.2 系统功率主电路设计

4.2.1 IPM模块选型

4.2.2 IPM电源设计

4.2.3 IPM驱动电路设计

4.3 系统控制电路设计

4.3.1 数字信号处理系统选型

4.3.2 通信电路设计

4.3.3 数模转换电路设计

4.3.4 电流采样电路设计

4.3.5 电压采样电路设计

4.3.6 系统保护电路设计

4.4 转子位置检测电路设计

4.4.1 旋转变压器解码

4.4.2 旋转变压器激励电路

4.4.3 旋转变压器解算电路

4.5 本章小结

5 永磁同步电机负载模拟系统软件设计

5.1 软件总体方案设计

5.2 负载模拟系统主程序设计

5.2.1 ePWM中断程序设计

5.2.2 保护模块程序设计

5.3 定子相电压重构子程序设计

5.4 混合型磁链观测模型子程序设计

5.4 SVPWM子程序设计

5.5 PI控制系统程序设计

5.6 SCI通信程序设计

5.7 上位机软件监控平台设计

5.8 本章小结

6 实验验证与分析

6.1 SVPWM直接转矩算法实验

6.1.1 SVPWM实验

6.1.2 混合型磁链观测模型实验

6.2 负载模拟系统实验

6.2.1 系统能量回馈状态实验

6.2.2 典型负载模拟实验

6.2.3 转矩动态响应测试

6.3 本章小结

7 总结及展望

7.1 论文总结

7.2 后续研究工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间的研究成果