无刷同步电动机智能励磁系统研究

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1、第20卷第24期电子设计工程2012年l2月Vo1．2ONo．24ElectronicDesignEngineeringDec．2012无刷同步电动机智能励磁系统研究李辉，杨永立，邹缙(武汉科技大学信息科学与工程学院，湖北武汉430081)摘要：针对同步电动机的非线性、参数时变及数学模型的复杂性，单纯的对励磁系统采用PID控制其响应速度慢，动态稳定性较差提出了采用模糊PID控制，并引入辅助控制环节一偏差控制，通过建立基于MATL／Simulink同步电动机无刷励磁系统仿真模型，模拟了同步电动机在负载变化时的运行特性。仿真结果表明：与PID控制

2、方法相比，在功率因数调节中获得了比较理想的动态和静态特性，优越性明显。该励磁系统已在武钢一热轧厂运行，效果良好。关键词：同步电动机；无刷励磁；模糊PID控制；偏差控制；仿真中图分类号：TM341文献标识码：A文章编号：1674—6236(2012)24一O114一O4Researchonintelligenceexcitationsystemforbrushlesssynchronousm0ltOrLIHui，YANGYong—li，ZOUJin(CollegeofInformationScienceandEngineering，WuhanU

3、niversityofScienceandTechnology，Wuhan430081，China)Abstract：Thesynchronousmoorhasthenonlineartime-varyingparametersandthecomplexityofmathematicalmodelHowever，theexcitationsystemwhichtakesthemeasuresofPIDcontrolhasaslowresponseandpoordynamicstability．Then，fuzzyPIDcontrolisint

4、roducedinthisissue．Andthissystemstillincludestheauxiliarycontrollinks-deviationcontro1．ThebasisofMATLAB／Simulinkonsynchronousbmshlessmotorexcitationsystemattributestothesimulationmodelonthesynchronousmotorloadchangesintheruncharacteristics．Theresultsindicatethatthepowerfact

5、orofregulationhastheidealandstaticstateandtheobviousadvantagescomparedwiththePIDcontro1．ThisexcitationsystemhasbeenusedinthehotrollingmillinWuhanIronandStee1．andtheeffectisgood．Keywords：synchromotor；brushlessexcitationfuzzzy；controlerPID；deviation—control；simulation同步电机由于具有

6、功率因数高，运行效率高的优点，在定子为励磁绕组．转子为电枢绕组。此电枢绕组与旋转整流工业领域得到广泛运用。其励磁系统是同步电机正常工作时器、同步电动机转子一起旋转，电枢绕组产生三相交流电经的核心部件。无刷励磁同步电动机具有应用范围广，可以在旋转整流器整流给同步电动机转子励磁，从而实现无刷励磁。存在易燃易爆气体环境中使用，运行可靠，日常维护量小，转励磁系统性能的好坏直接影响到电机及电力系统运行速高等优点。的可靠性、安全性和稳定性。同步电动机的励磁装置主要有3PID控制器是同步电动机励磁控制系统的基本控制方个方面的作用：1)完成同步机的异步启动并

7、牵人同步运行：式，PID控制具有结构简单，参数易于调整，适应性强等优点，2)在牵人同步以后励磁电流的调节控制；3)监控系统故障，这种调节方式比较成熟。应用的比较多。但由于同步电动机确保同步机安全运行。同步电机在正常运行过程中会受到各励磁系统是一个非线性时变系统．其数学模型不好确定，它种各样的扰动．就会引起电机失步，造成生产中断和设备损的模型会因环境和运行条件而变，因此这种方法无法从根本坏的严重事故。励磁装置能检测同步机的失步．识别后判断上解决动态品质和稳态精度的问题。模糊控制具有不依赖对是报警还是再整步运行，既保障设备的安全性，又保持运行象的

8、数学模型．鲁棒性强的特点．在某些领域有良好的控制连续性。同样，励磁装置在正常运行过程中，自身也会受到各效果．将PID控制与模糊控制结合起来构成模糊PID控制种干扰，