永磁同步电机调速系统的建模与仿真毕业论文
31页1、永磁同步电机调速系统的建模与仿真毕业论文目录摘要IAbstractII1 绪论11.1 课题的目的和意义11.2永磁同步电机国外现状及水平11.3永磁同步电机的应用前景22 永磁同步电机系统原理42.1 永磁同步电机基本组成52.2 永磁同步电机的工作原理63永磁同步电机控制调速方法83.1 永磁同步电机控制系统的数学模型83.2 经典PI控制调速原理113.3 模糊PI控制调速原理124 Matlab建模与仿真设计154.1 matlab软件介绍154.2控制系统的仿真模型155仿真结果与分析206 总结25参考文献26附录28致谢29I邵阳学院毕业设计(论文)1 绪论1.1 课题的目的和意义由于永磁同步电动机具备制造结构简单可靠、占地空间体积小、工作效率比较高、电磁机械转矩的电流比大、转动惯量小、节能环保和比较好散发出热量以及维修保护等很多良好特点。我们国家是一个有着丰富的稀土资源的国家,特别是随着科技的不断创新,使得现在的永磁材料价格也在不断地降低,而且永磁材料的磁性也在不断地提高,以及现在新型的永磁材料的也不断涌现,在不久的将来,永磁同步电机使用将一定会迎来一个前所未有的良好机
2、会,而且其应用的围也在不断地扩变大。尤其是像在一些工农业的生产、航天导弹、卫星航空、国防工程和日常的生活等场合得到广泛的应用。对于永磁同步电机调速系统的建模与仿真的研究,我们的主要目的是为了能够在研发探索过程中,寻找出一种最优化的控制方法,以便于我们以后能够很好地掌握和使用永磁同步电机。虽然永磁同步电机的调速控制技术目前取得了很大的成果,各种控制调速技术的应用也正在逐步成熟中,比如经典PI控制、模糊PI控制、SVPWM、DSP控制方法等都在实际工程中得到了广泛的使用。但是,在实际工程使用过程当中,各种调速控制方法都存在着或多或少的不足之处,比如说低速特性不够达到期望的结果,有些过多地依靠了电机的参数等等问题。因此,通过将各种调速方法进行对比,对这些控制调速策略中存在的问题进行研究,选择出最优化的控制调速方法就有着十分重大的意义。1.2 永磁同步电机的国外现状及水平我们国家自从1970年之后就开始着手于关注和探索永磁电机控制调速方向的技术,主要的研发力量集中在全国重点院校和中科院研究开发工作点,以工农业、军事航天为主要研究方向。比较著名的研发地点是上海的机床所、北京的微特电机研究所、中科
3、院自动化所等。1980年之后开始进入军工、企业生产领域,直到1999年,我们国家自己生产的永磁同步电机在数量少、价格成本比较高、使用围小的情况下,技术程度和可靠程度难以满足人们生活的需要。2000年之后,尤其值得一提的是我国是一个稀土材料的大国,储存着巨多的稀土资源,而且对于这些稀土资源的提炼技术也走在了世界的前列。再传统使用的电机中,都使用了用电流来励磁的励磁系统,这样做会使得系统产生大量的无功功率,还浪费了许多电能和铜绕线。今天我们生产出了永磁电机,他一般使用的是转子永磁体来励磁,节约了电能和铜导线,而且提高了系统的功率因数。目前在国主要的永磁同步电机的主要厂家有中国南车株洲电机厂、稀土永磁电机厂、电机厂等。在国外上,永磁同步电机系统,采用新型功率半导体器件、电力电子的逆变器电路、以及永磁同步电机专用模块。如欧姆龙工业自动化公司提出的伺服系统控制采用模块化的可扩展结构,为电机各种设备提供了一个,来获得电路故障的保护工作和过大的电流保护工作。在国外厂商的永磁电机产品每隔五年就会换代,新的永磁电机工作元件也会每两到五年会更新一次,新的语言仿真算法则会在不断地变化,总之生命周期越来越短。
4、1.3 永磁同步电机的应用前景由于目前电力电子技术和控制技术的得到了快速的发展,永磁同步电机的控制技术现在已经比较熟练并且在不断地优化当中,当今的永磁同步电机已经把以往的同步电机的使用围给进行了不断地大大扩展。我们可以这么说,永磁同步电机已不断地扩展使用围,从一般控制调速到高精度的模糊智能控制调速,从广大的工业生产领域到可以触摸到的各种高精尖的科技领域,它已经称为了性能最好的电机了,而且这只能够使前景会越来越明显。我们可以看到,永磁同步电机将会向着高效率化、直接驱动、高速、高准确度、高性能化、广泛化、智能控制化和网络模块化等方向不断地向前进步。2 永磁同步电机系统原理永磁同步电机其本身是一个转子使用永磁铁来产生磁场,定子上通过三相交流绕组的同步电动机,它有定子、转子、转子位置传感器和逆变电路等结构部件来构成的,对于有些永磁电机转子位置传感器是否需要安装取决于工程的需要和成本的考虑问题。无论转子还是定子使用永磁体都要根据具体的情况具体分析设计。只有当电机对于有些永磁电机转子位置传感器是否需要安装取决于工程的需要和成本的考虑问题。永磁同步电机的电机系统可以是有电动机,逆变器组成和转子位置传
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