《永磁同步电机开题报告》

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1、一、毕业设计（论文）内容及研宄意义（价值）1.论文的主要研宄内容永磁同步电机具有结构简单、体积小、转矩电流比高、易于散热及维护等优点，特别是随着永磁材料价格的下降、材料的磁性能的提高、以及新型的永磁材料的出现，在中小功率、高精度、宽调速范围的伺服控制系统中，永磁同步电动机引起了众多研究与开发人员的青睐，其应用领域逐步推广，尤其在航空航天、数控机床、机器人等场合获得广泛的应用。木文针对永磁同步电机基于转子磁链定向矢量控制数学模型，分析矢量控制原理，确立基于id=0的转子磁场定向的矢量控制方案。矢量控制是基于转子坐标系的,经过一系列的坐标变换，

2、将电机的转子磁链和转矩解耦，分别对定子电流的励磁分量和转矩分量进行控制，并经过PI调节、电压空间矢量PWM控制实现双闭环控制系统。针对永磁同步电机伺服系统，给出电流、速度、位置等调节器的设计方法，对伺服控制需解决的一些主要问题，给出相应的解决办法。建立伺服系统的仿真模型,运用Matlab中的S1MULINK进行仿真研究给出部分结果，分析相应的结果，得到结论。近年来，随着电力电子技术、微电子技术、微型计算机技术、传感器技术、稀土永磁材料与电动机控制理论的发展，交流伺服控制技术有了进步，交流伺服系统将逐步取代直流伺服系统，借助于计算机技术、现代

3、控制理论的发展，人们可以构成高精度、快速响应的交流伺服驱动系统。因此，近年来，世界各国在高精度速度和位罝控制场合，己经由交流电力传动取代液压和直流传动［1］。二十世纪八十年代以来，随着价格低廉的钕铁硼（REFRB）永磁材料的出现，使永磁同步电机得到了很大的发展，世界各国（以德国和日本为首）掀起了一股研制和生产永磁同步电机及其伺服控制器的热潮，在数控机床、工业机器人等小功率应用场合，永磁同步电机伺服系统是主要的发展趋势。永磁同步电机的控制技术将逐渐走向成熟并口趋完善。可以毫不夸张地说，永磁同步电机己在从小到大，从一般控制驱动到高精度的伺服驱动

4、，从人们日常生活到各种高精尖的科技领域作为最主耍的驱动电机山现，而且前景会越来越明显［9’"］。尽管永磁同步电动机的控制技术得到了很大的发展，各种控制技术的应用也在逐步成熟，比如SVPWM、DTC、SVM、DTC自适应方法等都在实际中得到应用。然而，在实际应用中，各种控制策略都存在着一定的不足，如低速特性不够理想，过分依赖于电机的参数等等。因此，对控制策略中存在的问题进行研究就冇着十分重大的意义。基于上述情况，对永磁同步电机伺服系统的仿真研究就有了重要的意义。二、毕业设计（论文）研宄现状和发展趋势（文献综述）1.永磁同步电机的研究现状早期对

5、永磁同步电机的研究主要为固定频率供电的永磁同步电机运行特性的研究，特别是稳态特性和直接起动性能的研究。永磁同步电动机的直接起动是依靠阻尼绕组提供的异步转矩将电机加速到接近同步转速，然后由磁阻转矩和同步转矩将电机牵入同步［13］。上个世纪八十年代国外开始对逆变器供电的永磁同步电动机进行深入的研究。逆变器供电的永磁同步电机与直接起动的永磁同步电机的结构綦本相同，但在大多数情况下无阻尼绕组。1980年后发表了大量的论文研究永磁同步电动机的数学模型、稳态特性、动态特性。A.V.Gumaste等研宄了电压型逆变器供电的永磁同步电动机稳态特性及电流型逆

6、变器供电的永磁同步电动机稳态特性。随着对永磁同步电机调速系统性能耍求的不断提高，需耍设计出高效率、高力矩惯量比、高能量密度的永磁同步电机,G.R.Slemon等人针对调速系统快速动态性能和高效率的要求，提出了现代永磁同步电机的设计方法™。随着微型计算机技术的发展，永磁同步电动机矢量控制系统的全数字控制也取得了很大的发展。D.Naunin等研制了一种永磁同步电机矢量控制系统，采用了十六位单片机8097作为控制计算机，实现了高精度、高动态响应的全数字控制。八十年代末，九十年代初B.K.Bose等发表了大量关于永磁同步电动机矢量控制系统全数字控制

7、的论文。永磁冋步电动机矢量控制系统转速控制器大多采用比例积分（PT）控制。PT控制器具有结构简单，性能良好，对被控制对象参数变化不敏感等优点［14］。1991年，R.B.Sepe首次在转速控制器中采用自校正控制。早期自适应控制主要应用于直流电机调速系统。电机在运行过程中，模型和参数是不断变化的，参数和模型的变化将引起控制系统性能的降低。现代控制理论屮的各种鲁棒控制技术能够使控制系统在模型和参数变化时保持良好的控制性能。因此，将各种鲁棒控制技术运用于电机调速领域，可以大大提高调速系统的性能。在这方面，运用的较为成功的控制技术主要冇：自适应控制

8、、变结构控制、参数辨识技术等18］。FI前，国内外永磁交流伺服系统产品的厂家很多，如日本安川电机公司、Famic公司、三菱公司、松下公司，德国丙门子公司、Rexroth公司、BO