永磁同步电机调速系统及其故障诊断研究

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1、分类号：___________密级：___________UDC：___________编号：___________工学硕士学位论文永磁同步电机调速系统及其故障诊断研究硕士研究生：孙铭阳指导教师：丛望教授学科、专业：电气工程论文主审人：张敬南副教授哈尔滨工程大学2018年1月分类号：___________密级：___________UDC：___________编号：___________工学硕士学位论文永磁同步电机调速系统及其故障诊断研究硕士研究生：孙铭阳指导教师：丛望教授学位级别：工学硕士学科、专业：电气工程所在单位：自动化学院论

2、文提交日期：2018年1月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex：U.D.C：ADissertationfortheDegreeofM.EngSpeedControlSystemOfPermanentMagnetSynchronousMotorAndResearchOnFaultDiagnosisCandidate:SunMing-YangSupervisor:Prof.CongWangAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecial

3、ty:ElectricianEngineeringDateofSubmission:Jan.,2018DateofOralExamination:Mar.,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以

4、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（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适

5、用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日永磁同步电机调速系统及其故障诊断研究摘要永磁同步电机调速系统通常利用位置传感器（如编码器和解码器）获得实时转子位置信息来控制永磁同步电机。然而，系统的成本和容量、相关的可靠性等问题将会产生。因此，无位置传感器的永磁同步电机调速系统越来越受欢迎。本课题对基于矢量控制的永磁同步电机的无位置传感器调速系统进行研究。分析调速系统的各个组成部分，研究在高低速下的无位置传感器调速系统控制方

6、法，实现了对转子位置的准确跟踪，并基于无位置传感器的调速系统进行了故障诊断研究。首先，论文研究了永磁同步电机的数学模型、空间电压矢量脉宽调制技术和矢量控制策略，设计了基于矢量控制的永磁同步电机调速系统。仿真实现了该系统，并得出了仿真结果。其次，论文采用了永磁同步电机调速系统的改进方法，对整个系统实现了无位置传感器调速控制，即低速下和中高速下运行的电机调速控制。此处的速度界限根据电机参数以及控制系统的参数进行划分。详细研究了几种高频注入法的原理、转子位置提取方法，并仿真分析和对比总结了各个控制系统。紧接着又采用了高频方波注入法和扩展卡尔

7、曼滤波法，并进行了仿真实验。结果表明，这两种方法能够更好的在低速下和中高速下获得转子位置，且误差更小，带宽更低，稳定性更强。再次，依据相关研究了解到，在高速下永磁同步电机的故障机率更大，因此论文研究在高速下无位置传感器控制的永磁同步电机调速系统的故障。介绍了永磁同步电机的故障类型、导致故障发生的原因以及详细的故障机理分析。针对三种常见故障即单相接地、相间短路、永磁体失磁在无位置传感器调速系统下进行仿真分析，实验表明发生故障不仅会导致电流等相关量的变化和剧烈波动，也会对转子位置的估计产生重要的影响，在此验证了研究无位置传感器调速系统故障

8、的重要性。最后，论文将小波分析应用于故障特征的提取中，采用基于小波基—模糊RBF的诊断办法进行了故障诊断。实验结果表明，将小波基—模糊RBF故障诊断方法应用于无位置传感器调速系统故障诊断中可以得到满意的结果。关键词：永磁