圓筒型永磁同步直線電機(jī)電磁分析及其矢量控制系統(tǒng)研究.pdf

1、本文以江蘇省自然基金(BK2008228)“自由活塞發(fā)電發(fā)動(dòng)機(jī)的模型建立、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和控制策略研究”為背景,分析了項(xiàng)目課題所用電機(jī)的類型和特點(diǎn),設(shè)計(jì)和建立了圓筒型永磁同步直線電機(jī)的結(jié)構(gòu)模型,并且基于DSP構(gòu)建了電機(jī)的矢量控制系統(tǒng)。
　　 直線電機(jī)固有的齒槽效應(yīng)和端部效應(yīng)是引起推力波動(dòng)的主要原因,采用分?jǐn)?shù)槽理論設(shè)計(jì)和分析了三種繞組結(jié)構(gòu)模型,并利用有限元仿真軟件Ansofl進(jìn)行了仿真分析,得到氣隙磁密、反電動(dòng)勢、磁鏈等仿真結(jié)果。經(jīng)過分

2、析和比較之后,利用Halbach陣列永磁體具有自屏蔽使得氣隙磁密增強(qiáng)的特點(diǎn),得到適用于本項(xiàng)目的基于Halbach陣列永磁體的模塊化繞組結(jié)構(gòu)模型。基于模塊化繞組結(jié)構(gòu)模型,針對(duì)推力密度、效率、功率因數(shù)等參數(shù),對(duì)電機(jī)尺寸進(jìn)行了優(yōu)化,得到一些優(yōu)化值,并針對(duì)抑制推力波動(dòng)進(jìn)行了一些改善措施.
　　 基于矢量控制理論,設(shè)計(jì)了電機(jī)的三閉環(huán)控制系統(tǒng),對(duì)矢量控制的基本原理以及具體的實(shí)現(xiàn)過程進(jìn)行了必要的介紹和分析,并基于MATLAB建立了矢量控制的三

3、閉環(huán)仿真系統(tǒng),得到速度、位置、推力、三相電流、磁鏈等仿真結(jié)果,結(jié)果表明矢量控制系統(tǒng)的建立是完全正確的,為基于DSP的軟件實(shí)現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。
　　 根據(jù)系統(tǒng)需要,設(shè)計(jì)和搭建了電機(jī)伺服控制的硬件系統(tǒng),如驅(qū)動(dòng)電路、電流采樣電路、位置霍爾電路、保護(hù)電路等?；谑噶靠刂葡到y(tǒng),設(shè)計(jì)了基于DSP的軟件系統(tǒng),用C語言編寫了位置檢測、三閉環(huán)調(diào)節(jié)等相關(guān)模塊的程序。最后,對(duì)電機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行了空載實(shí)驗(yàn),得到位置、速度等一些列實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)整