力矩电机弱磁控制方法的研究

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1、分类号学号M200970323学校代码10487密级____________硕士学位论文力矩电机弱磁控制方法的研究学位申请人：王玉凯学科专业：机械电子工程指导教师：金建新教授答辩日期：2011年12月27日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchofFlux-weakeningControlMethodforTorqueMotorsCandidate:WangYukaiMajor:MechatronicsEngineeringSupe

2、rvisor:Prof.JinJianxinHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaDec,2011独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，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。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，

3、即：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。本人授权华中科技大学可以将本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和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月摘要传统的起重机提升结构都采用电机+减速箱的传动方式驱动滚筒，存在传动链长、传动效率低、结构复杂、动态性能差、制造成本高等诸多问题，新型力矩电机可以直接驱动滚筒以提升重物，有效解决了传统间接传动方式存在的一系列问题。针对起重机提升机构要

4、求能够实现快速下放以提高工作效率的需要，本文将弱磁控制的思想引入到力矩电机的控制中来实现电机的扩速运行。通过对比分析各种弱磁控制方法发现：电压外环弱磁控制通过电压PI调节器产生直轴电流指令，实现弱磁扩制，是一种不依赖于电机参数、易于实现的弱磁调速方法。于是本文设计了一套基于电压外环的弱磁控制系统。考虑dq轴电流环限幅参数的影响，对传统的电流环PI调节器设计进行了改进，提出了一种基于改进电流环电流调节器的电压外环弱磁控制策略。并且结合空间矢量脉宽调制（SVPWM）过调制算法，通过增大逆变器电压利用率，进一步扩大了弱磁扩速的运行范围。本文同时分析了电机各项参数对电机弱磁性能的影响，为

5、了提高电机的弱磁性能，对力矩电机的本体设计提出了一些修改措施。最后在理论分析的基础上设计了基于微控制器STM32F103+智能功率模块（IPM）为核心的力矩电机弱磁控制硬件系统，开发了力矩电机弱磁控制的软件程序，通过实验进行了验证，并对结果进行分析证明了其有效性和正确性。关键词：力矩电机；弱磁控制；电流调节器；过调制算法IAbstractThetraditionalliftingstructureadoptsmotorandgearboxtodrivetheroller,sotherearemanyproblemssuchasthetransmissionchaintoolong

6、,efficiencyoftransmissiontoolow,thestructurecomplicated,dynamicperformancenotgood,highcostandsoon.Anoveltorquemotorcandirectlydrivetherollertolifttheheavyweightswithoutthegearbox，it’saveryeffectivemethodtosolvetheseproblems.Sotheapplicationprospectisverywell.Howeverasaresultofthecranehoisting

7、mechanismwanttoachievetherapiddowninordertoimprovetheefficiency,thetorquemotorisrequiredtoworkonhigherspeed.Wehopethatthetorquemotorcanworkexceedstheratedspeedthroughflux-weakeningcontrol.Thisthesisresearchanddiscussthetorquemotorflux-weakeni