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1、分类号密级永磁同步电动机永磁磁链监测研究研究生姓名：马箭指导教师姓名、职称：李祥飞教授学科专业：电气工程研究方向：电力传动技术及其故障诊断湖南工业大学二零一五年六月十六日分类号.密级.永磁同步电动机永磁磁链监测研究ResearchonthePermanentMagnetfluxmonitoringofPMSM研究生姓名：马箭指导教师姓名、职称：李祥飞教授学科专业：电气工程研究方向：电力传动技术及其故障诊断论文答辩日期(>答辩委员会主席_^^_湖南工业大学二〇一五年六月十五日湖南工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈
2、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己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：日期年<月日湖南工业大学论文版权使用授权书本人了解湖南工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其他手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送
3、交学位论文。作者签名：导师签名日期：办/r年石月/厂日摘要永磁同步电机(PMSM)具有重量轻,结构简单,损耗小,效率高等优点,但是对于永磁同步电机控制系统，在高温或大电流条件下电机永磁体将会发生不可逆失磁,这会导致电机空载电势下降,性能退化,甚至可能造成电机的损坏，严重影响到电机的效率、性能和可靠性，为了减少永磁体失磁故障而造成的经济损失，必须对永磁同步电机永磁体的失磁情况实现在线监测，尽量减少因电机失磁造成的损失，从而降低维护成本。论文主要研究基于扩展卡尔曼滤波及其改进方法对永磁同步电机的永磁体磁链信息进行在线监测。首
4、先，分析了永磁同步电机的永磁体磁链监测现状和失磁原因，讨论了当今电机控制系统的现状；分析了永磁同步电机的类型及其结构，阐述了坐标变换的原理，重点推导了永磁同步电机的数学模型及其模型的坐标变换，介绍向量控制原理与SVPWM技术。然后，重点讨论了卡尔曼滤波与扩展卡尔曼滤波（EKF）的工作原理，并对扩展卡尔曼滤波中的数学模型加以改进，使其与永磁同步电机的数学模型相结合，最终达到对永磁同步电机的永磁磁链精确地在线监测的目的。本文选取同步旋转坐标系下的永磁体磁链与定子电流作为状态变量，建立一个能够实时提供准确永磁磁链信息的扩展卡尔
5、曼滤波器及其改进方法的系统，并在matlabR2009a下构建仿真模型并对系统进行动态仿真，仿真结果验证了该算法的可行性，表明扩展卡尔曼滤波系统能准确地在线监测出永磁体磁链信息。最后，给出了相应的实际实验平台设计。关键词：永磁同步电机，永磁磁链，扩展卡尔曼滤波，失磁IABSTRACTPermanentmagnetsynchronousmotor(PMSM)hasmanyadvantageswhicharelightweight,simplestructure,lowloss,highefficiencyandsoon,b
6、utforpermanentmagnetsynchronousmotorcontrolsystem,athightemperaturesorhighcurrentcondition，thepermanentmagnetmotorfluxwillbeirreversiblelossed,whichcausesthemotor’semptypotentialdecliningandmayevencausedamagetothemotor,seriouslyaffecttheefficiency,performanceandr
7、eliabilityofthemotor,inordertoreduceeconomiclossescausedbythelossoffluxfailures,itmustmonitorthepermanentmagnetsynchronousmotorpermanentmagnetsforlossoffluxconditions,inordertominimizelossescausedbythelossoffluxwhichcanreducethemaintenancecosts.Themainresearchist
8、omonitorpermanentmagnetsynchronousmotor’spermanentmagnetfluxonlinebasedonEKFanditsimprovedmethod.Firstly,analyzethestatusquoofthepermanentmagnetfluxofpermanent
