電力牽引永磁同步電機矢量控制與調(diào)制算法研究.pdf

1、永磁同步電機(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)具有效率高、可靠性高、功率密度大、啟動轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速范圍廣等優(yōu)點，將其用于電力機車牽引傳動系統(tǒng)有助于提高系統(tǒng)效率，降低故障率并實現(xiàn)列車輕量化，符合國家節(jié)能減排的長遠目標，對其開展研究具有重要的理論價值與現(xiàn)實意義。
　　本文以電力牽引傳動系統(tǒng)中的PMSM為研究對象，重點從增大啟動轉(zhuǎn)矩、擴展調(diào)速范圍、提高電機效率、降低轉(zhuǎn)矩脈動、減小定子電流諧

2、波等方面對PMSM控制與調(diào)制算法進行了深入研究。具體內(nèi)容如下:
　　首先，介紹了PMSM及其控制與調(diào)制算法研究現(xiàn)狀，并在兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下建立其數(shù)學模型;以PMSM數(shù)學模型為依托，對其矢量控制基本原理進行研究;針對高速電力機車啟動轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速范圍廣的特點，對PMSM最大轉(zhuǎn)矩電流比控制、負直軸電流補償弱磁控制以及最大轉(zhuǎn)矩電壓比弱磁控制三種矢量控制算法進行了詳細分析與研究，并給出了受限于電壓與電流極限圓的最佳定子電流控制軌跡;針對PMS

3、M特有的啟動困難問題，給出了一種利用無速度傳感器技術與傳統(tǒng)相對位置傳感器技術相結(jié)合的速度檢測方案，實現(xiàn)了低成本高精度的PMSM轉(zhuǎn)子絕對位置檢測。
　　然后，建立了三相兩電平逆變器數(shù)學模型，對逆變器異步空間矢量調(diào)制(SpaceVector Pulse Width Modulation，SVPWM)進行了研究，并結(jié)合其電壓矢量合成與作用原理，研究了同步SVPWM合成算法;對影響PMSM轉(zhuǎn)矩脈動的因素進行研究，給出了以電機定子磁鏈面積等

4、效為原則的同步SVPWM設計方案;為降低PMSM轉(zhuǎn)矩脈動，以電機定子磁鏈形狀趨近于圓和減小磁鏈δ角脈動為原則，對同步SVPWM參數(shù)進行了優(yōu)化;結(jié)合電力牽引傳動系統(tǒng)中逆變器開關頻率較低等特點，給出了多模式的調(diào)制算法，進而研究了不同調(diào)制算法間切換對轉(zhuǎn)矩脈動的影響。
　　最后，對TMS320F28335 DSP進行編程，于RT-LAB中搭建PMSM牽引傳動系統(tǒng)模型，并在以其兩者為核心的硬件在回路半實物平臺上進行實驗。實現(xiàn)了低開關頻率下P