交流同步电机矢量控制系统的仿真研究

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1、冶金自动化研究设计院硕士研究生论文交流同步电机矢量控制系统的仿真研究SimulationResearchonACSynchronousMotorVectorControlSystem专业名称：研究方向：研究生：指导教师：申请学位级别：论文提交日期：电力电子与电力传动交流电机调速闰丽华朱春毅教授级高工李崇坚教授级高工工学硕士2014年6月原创性声明㈣㈣Y2631886本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明

2、确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：闾而华签字日期：劫J中年f月如日学位论文版权使用授权书本人完全了解冶金自动化研究设计院有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后应遵循此规定)学位论文作者签名：闰而年I导师签名：签字日期：训I忤6月硼日签字日期：h～q年6月∞日摘要本文针对交流同步电机数学模型及其矢量控制系统，通过理论分析、仿真模型搭建及计算机仿真等研究方法，对同步电机的标幺值数学模型、矢量控制系统进行了研究，在此基础上研

3、究了同步电机无速度传感器速度辨识方法。针对现有电力电子与电力传动专业方向的通用仿真软件中同步电机模型存在的问题，结合前人在大功率交流同步电机调速方面的研究成果及本文研究的实际情况，在Matlab／Simulink仿真环境下，搭建了同步电机数学仿真模型和控制系统仿真平台，并通过仿真对模型进行了验证。论文推导了同步电机在不同坐标系下的数学模型，在同步电机dq轴系的标幺值状态方程的基础上，用两种不同的方法对其进行建模，通过仿真证明了搭建的同步电机模型能够实现对实际电机的模拟。本文对同步电机的矢量控制系统结构进行了详细的阐述，并对相应的控制单元及整个控制平台进行了建模，同时在该仿真平台上利用

4、40kW同步电机参数，对控制系统的动静态性能进行了仿真验证，为以后的研究奠定了基础。针对某些应用场合中无法安装速度传感器的情况，本文结合建立的同步电机仿真模型的实际情况，提出了一种基于dq轴感应电动势辨识转速的辨识模型，在理论上推导和分析了该辨识方案的可行性，在已经搭建并验证过的仿真平台上，利用该模型对转速进行辨识，仿真结果证明了该模型辨识转速的准确性；将该模型辨识到的转速反馈到控制端进行闭环反馈，形成同步电机的无速度传感器矢量控制系统，将实际工况条件作为仿真条件，对这种控制方案进行了仿真验证，结果证明了该方案的可行性；另外将该辨识模型应用于实际同步电机调试试验中，取得了良好的辨识效

5、果。关键词：同步电机；标幺化；仿真模型；矢量控制仿真平台；无速度传感器控制摘要lIAbstractThispaperfocusedonthestudiesofmathematicalmodelofsalientpolesynchronousmachineanditsvectorcontrolsystem．Theoryanalysis，modelconstruction，softwaresimulationandothermethodswereadoptedtotheinvestigationofthemathematicalsimulationmodelofsynchronousma

6、chinebasedonnormalizedper-unitofXadandsimulationplatformofvectorcontrolsystem．Basedonallofthis，thespeedidentificationmethodwasstudied．InviewoftheproblemsexistedinthesimulationmodelsofsynchronousmachineingenerallyusedsimulationsoftwareinthefieldofPowerElectronicsandACDrives，andtheneedforsimulati

7、onplatformofvectorcontrolsystem，simulationmodelswerebuiltinMatlab／Simulink．Usingparametersof40kWsynchronousmachineofthelaboratory,theplatformwasverifiedthroughsimulationinseveralindustrialconditions．Themathematicalmodelsofsynchron