基于SVPWM無刷雙饋電機(jī)矢量控制系統(tǒng)場路耦合有限元的仿真研究.pdf

1、無刷雙饋電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、功率因數(shù)可控、變頻器容量小、運(yùn)行可靠性高、制造成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)，在大功率、高電壓、高扭矩、低轉(zhuǎn)速的調(diào)速系統(tǒng)以及變速恒頻發(fā)電領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　目前，無刷雙饋電機(jī)變速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，正處在模擬仿真和樣機(jī)試制階段?，F(xiàn)階段的仿真多數(shù)是針對(duì)無刷雙饋電機(jī)或者控制系統(tǒng)的單獨(dú)仿真，鮮有文章涉及無刷雙饋電機(jī)及其控制系統(tǒng)的高性能聯(lián)合仿真;試驗(yàn)樣機(jī)及配套系統(tǒng)雖已問世，但是其結(jié)構(gòu)優(yōu)化、參數(shù)調(diào)試等工作依

2、然需要高精度仿真的支持。所以，無刷雙饋電機(jī)及其控制系統(tǒng)亟需一種高性能仿真方法為其提供技術(shù)參考。因?yàn)闊o刷雙饋電機(jī)定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和內(nèi)部電磁關(guān)系復(fù)雜，傳統(tǒng)的交流電機(jī)性能分析方法并不能準(zhǔn)確的對(duì)無刷雙饋電機(jī)進(jìn)行模擬仿真;又因?qū)I(yè)的電磁仿真軟件只能針對(duì)電機(jī)電磁場進(jìn)行仿真，不能考慮電壓空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)供電和矢量控制等復(fù)雜外電路對(duì)電機(jī)運(yùn)行性能的影響，這使得無刷雙饋電機(jī)及其控制系統(tǒng)仿真困難重重。針對(duì)此問題，本文采用場路耦合聯(lián)合仿真的方式，對(duì)轉(zhuǎn)差

3、型矢量控制SVPWM供電的無刷雙饋電機(jī)變速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，獲得了高精度的仿真結(jié)果。本文所做具體工作如下:
　　首先，研究無刷雙饋電機(jī)的工作原理、運(yùn)行方式，SVPWM供電方式和轉(zhuǎn)差型矢量控制系統(tǒng)的原理及實(shí)現(xiàn)方法，為建立SVPWM供電的轉(zhuǎn)差型矢量控制系統(tǒng)打下理論基礎(chǔ)。
　　其次，在前人對(duì)無刷雙饋電機(jī)數(shù)學(xué)模型研究的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)無刷雙饋電機(jī)動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型方程，并在MATLAB/Simulink軟件中搭建基于動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型的電機(jī)模型，

4、并利用該模型，建成整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的Simulink仿真模型。
　　然后，建立由SVPWM供電轉(zhuǎn)差頻率矢量控制的變速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)Simulink模型，實(shí)現(xiàn)無刷雙饋電機(jī)異步啟動(dòng)、轉(zhuǎn)速快速跟蹤、功率因數(shù)可控等功能，獲得相關(guān)控制器的具體參數(shù)，為實(shí)現(xiàn)聯(lián)合仿真做好準(zhǔn)備。
　　最后，在Maxwell電磁仿真軟件中建立無刷雙饋電機(jī)的有限元仿真模型，在Simplorer仿真軟件中建立了SVPWM供電的轉(zhuǎn)差型矢量控制系統(tǒng)，并將兩個(gè)仿真軟件進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)