轴向磁场无铁心永磁电机控制方法的研究.pdf

学位论文的主要创新点一、本文对新型特种电机一一轴向磁场无铁心永磁电机的特殊结构进行了深入的分析,提出了绕组换相电感小和电机实际反电势波形对电机运行稳定性的影响程度最大,进而建立了代表该电机主要电磁特性的本体模型。二、本文对传统的直接转矩控制理论进行改进使其适合于轴向磁场无铁心永磁电机,设计了该电机的直接转矩控制系统,并对该控制系统进行仿真验证其可行性。实验结果表明该系统具有良好、快速的速度响应和转矩响应;在稳态时电机的转矩脉动也比其他控制方法小很多。万方数据摘要盘式无铁心永磁同步电机具有电机结构紧凑、轴向尺寸短、功率密度高、电机效率高等优越的性能,电机几何尺寸要小于相同的输出功率对应的其它径向磁场电机;该电机未来在风力发电和汽车工业的电动汽车等领域有广阔深远的应用前景,但其控制领域的研究尚处于起步阶段,转矩脉动较大一直是限制其普及的主要原因之一,因此对该电机控制方法的研究更具有现实意义和实用价值。只有合适匹配的优良控制方法才能充分地发挥盘式无铁心永磁同步电机优越性能。本课题研究的目的是研究出能够良好地控制盘式无铁心永磁同步电机的控制策略并设计适合该电机的控制驱动系统,充分发挥该电机结构以及动态性能等方面的优点。综合盘式无铁心永磁同步电机本体结构和性能的优势和直接转矩控制理论的特点,设计一套适合于该电机的直接转矩控制系统。本课题的主要工作内容是分析样机无铁-1、5'双气隙的结构以及其磁路并建立磁路模型,推导得到该电机的感应电动势、电磁转矩及电磁功率的电磁关系,建立能够代表此电机主要特性的本体模型:深入研究直接转矩控制理论在永磁同步电机的应用情况,在此基础上,提出适合于盘式无铁心永磁同步电机的直接转矩控制系统模型,并对该控制方法进行分析并改进使其适用于盘式无铁心永磁同步电机,在理论分析和仿真的基础上,验证该控制系统的可行性:然后在前面理论研究的基础上,提出了盘式无铁心永磁同步电机的控制系统的硬件和软件的设计。实验结果表明该系统具有良好、快速的速度响应和转矩响应。速度响应时间很短,超调量很小,振荡时间比较短。在稳态时电机的转矩脉动也比其他控制方法小很多。关键词:盘式无铁心永磁同步电机;直接转矩控制;本体模型;控制系统;转矩响应;转矩脉动万方数据 ABSTRACT Axial fluxcoreless permanent synchronous motor has acompact motor structure,short axialdimension,high power density,high motor efficiency superior and performance,the motor geometry issmaller than other ic field motors which havethesame power kindofmotor has abroad application prospects profound inwind power and electricvehicles oftheautomotive industry, buttheresearch inthefieldofthismotor control isstillinitsinfancy,a large torque ripple hasbeen one ofthemain reason forlimiting themotor’Squickly development, SO the research ofthe motor’S control method ismole practicalsignificance and practical excellently and suitable control method can totallydevelop the whole superiorperformance ofaxial synchronous motor. The purpose ofthisresearch isfigure outthebestcontrol method foraxialflux coreless permanent synchronous motor and design thedrive system forthe motor,in order to reflect the advantages ofthe motor’S structure and dynamic to the structure and superiority of axial flux coreless permanent