交流感应无刷励磁系统的转子变量检测研究

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1、密级：分类号:学号：406107012006UDC:南昌大学硕士研究生学位论文交流感应无刷励磁系统的转子变量检测研究ResearchforRotorVariablesDetectionofACInductiveBrushlessExcitationSystem宋凤林培养单位（院、系）：信息工程学院电气与自动化工程系指导教师姓名、职称：黄劭刚教授申请学位的学科门类：工学学科专业名称：电机与电器论文答辩日期：2015年5月29曰评阅人:2015年月日一、学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研宄成果。据我所知，除了文中特别

2、加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。■**学位论文作者签名（手写）：4签字日期：^,1年6月，日二、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文

3、。同时授权北京万方数据股份有限公司和中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》和《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》中全文发表，并通过网络向社会公众提供信息服务，同意按“章程”规定享受相关权益。学位论文作者签名（手写）：说I导师签名（手写签字•日期：年石月/日签字曰期：年6月/日论文题目姓名/IMlfl学号论文级别博士口硕士■院/系/所专业摘要摘要无刷励磁技术具有诸多的优点，不仅可提高励磁系统的可靠性，而且减少了维护工作量。交流变频感应无刷励磁系统是一种新型的励磁系统，具有定、转子变量耦合度高，动态性能好、励磁功率不受转速限制和

4、体积小等优点，可以弥补现有的无刷励磁系统的不足，因此具有很好的应用前景与研究价值。本文利用交流感应励磁机的定、转子紧密的耦合关系，对无刷励磁系统的检测进行深入研究，解决一直困扰无刷励磁系统的无传感器的转子电流检测和故障判断的问题。交流变频感应无刷励磁系统的转子变量检测包括交流励磁机转子电流检测、励磁电流检测、旋转整流器故障检测与判断等。本文首先建立了交流感应励磁机在不同坐标系下的数学模型与旋转整流器带感性输出负载的数学模型，分析旋转整流器运行的三种状态下交流感应励磁机转子电流与励磁电流之间的关系。对改进电压模型法磁链观测器存在动态时检测不准的问题，提出一种进一步

5、改进的电压模型法转子磁链观测器，即利用实际的励磁电流来补偿转子磁链经一阶惯性积分环节导致的磁链幅值与相位误差，其检测性能更优。对实际系统中转子反电动势经一阶惯性近似积分环节后存在的零漂问题，采用反电动势多次低通滤波的零漂在线校准方法，该方法具有需要调节参数少，且易于数字化的实现等优点。接着建立无刷励磁系统转子变量检测的MATLAB仿真模型，对转子磁链检测、转子电流检测、旋转整流器故障等进行仿真分析，分析参数变化对转子磁链与电流检测的影响。然后分析了整流器正常运行、单/双管开路运行、单/双管短路运行时转子电流的FFT谐波分析，通过分析各特征参量值基波幅值、直流分量

6、、二次谐波幅值及总谐波畸变率（THD）参数的变化综合判定整流器是否故障及故障类型。最后，对交流感应无刷励磁系统转子变量检测进行硬件与软件设计，编写转子变量检测的软件实现，搭建基于DSP芯片TMS320F2808为核心控制板的硬件试验平台，对检测系统转子电流与励磁电流检测进行稳态试验，试验结果表明，转子磁链检测、转子电流检测与励磁电流检测理论方法的正确性。关键词：无刷励磁；交流励磁机；变频；旋转整流器；故障检测；DSP；FFT谐波分析IABSTRACTABSTRACTBrushlessexcitationtechnologyhasmanyadvantages,an

7、ditcannotonlyimprovethestabilityandreliabilityofexcitationsystem,butalsocanreducethemaintenance.ACfrequencyinductionbrushlessexcitationsystemisanewexcitationsystem,andithashighcoupingrelationshipbewteenstatorandratorvariableandhashighdynamicperformance,anditsexcitationpoweriswithouto

8、fspeedlimits