LCI驱动同步电机低速转矩脉动抑制策略研究
目录
摘要 .......................................................................................................................... I ABSTRACT ................................................................................................................ II 目录 ....................................................................................................................... I V 第1章绪论 (1)
1.1课题背景及研究意义 (1)
1.2国内外在该方向的研究现状 (3)
1.2.1 无传感器检测技术研究现状 (3)
1.2.2 无传感器转子位置检测方法 (5)
1.3本文主要研究内容 (7)
第2章转矩脉动抑制技术 (9)
2.1引言 (9)
2.2低速转矩脉动产生机理 (9)
2.3零速转子位置检测原理 (10)
2.4低速转子位置检测原理 (14)
2.5低速转矩脉动抑制策略 (20)
2.6本章小结 (21)
第3章反电动势信号处理及其硬件设计 (22)
3.1引言 (22)
3.2反电动势信号处理方案 (22)
3.3高频信号提取 (23)
3.3.1 高频信号频率选择 (23)
3.3.2 带通滤波器的设计 (24)
3.4包络线提取方案 (29)
3.4.1 峰值保持器 (30)
3.4.2 BA3826S的应用 (32)
3.4.3 ADL5511的应用 (34)
3.5其他硬件电路的设计 (37)
3.6本章小结 (40)
第4章转子位置检测软件设计 (41)
4.1引言 (41)
4.2控制器选型 (41)
4.2.1 资源分配 (41)
4.2.2 采样模块电路设计 (42)
4.3信号处理方案设计 (43)
4.3.1 零速转子位置检测方案 (43)
4.3.2 低速转子位置检测方案 (45)
4.3.3 低速转矩脉动抑制方案 (49)
4.4本章小结 (50)
第5章实验及结果分析 (51)
5.1 引言 (51)
5.2硬件平台 (51)
5.3信号处理试验及分析 (53)
5.3.1 零速时期信号处理 (53)
5.3.2 低速时期信号处理 (54)
5.4转子位置检测试验 (58)
5.4.1 仿真验证 (58)
5.4.2 实验验证 (61)
5.5低速转矩脉动抑制实验 (62)
5.6本章小结 (63)
结论 (64)
参考文献 (65)
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 (69)
哈尔滨工业大学学位论文原创性声明和使用权限 (70)
致谢 (71)
第1章绪论
1.1 课题背景及研究意义
随着近年来各行各业生产技术的不断攀升，电气传动系统不断地面临更加苛刻的用户需求。现在对传动系统的要求已经不仅仅局限于对于调速范围和精度的追求，还对系统的稳态及动态性能有着更高的要求。在早期的电力拖动系统中，由于行业技术水平远不如今天，直流电机以其简单的机械结构和控制方法深受研究者的青睐。相比较交流电机而言，虽然由于其相对复杂的控制策略一开始并没有被广泛应用[1]。但是渐渐研究者们发现，在控制系统的各个性能指标上，比如调速范围、控制精度、动态响应特性以及运行模式上，交流电机都比直流电机有着更好的表现。从传统的PID控制到自抗扰控制，从普通硬件电路到高集成度的芯片，从半控型半导体器件到全控型器件，从51单片机到DSP，产品正在朝着高效和高精度的方向发展。交流传动系统取代直流传动系统已经成为一种不可逆转的趋势。截止本世纪初，交流调速系统的应用在我国的所有行业中达到了近九成的覆盖率[2]，如表1-1所示为交流传动系统与直流传动系统中各个参数和性能的比较。从表格中可以看出，直流传动系统相对于交流调速系统来说存在着诸多劣势，其极限容量较小、体积大、转动惯量较大、维护量大、运行效率低。尤其在一些特殊要求的工业场合，交流调速系统更是有着绝对的优势[3]。
表1-1 交流和直流传动的参数比较
交流传动系统直流传动系统
电机容量7
110
?6
?
310
体积小、轻大、重
转动惯量小大
系统维护量很小大
动态响应性能快慢
电机调速范围全转速低速调速困难
电机运行效率90%96%
-以上小于88%表1-2所示为电励磁同步电机与相同容量和额定转速的异步电机的技术参数。如表所示，电励磁同步电机在各方面相较于异步电机都有较为明显的优势。