六相感应电机无速度传感器矢量控制系统的研究

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随着电力电子器件、微处理器,特别是高性能可关断器件和数字信号处理芯片的不断发展,现代交流调速系统得到了极大地进步。在传统三相交流电机控制的基础上,逐渐发展起了多相感应电机控制技术。多相感应电机具有可靠性高,能实现低压大功率和转矩脉动小等优点。在供电电压电流大小受到限制,而又要求实现大功率驱动的场合有着广泛的应用前景,如核反应堆供水系统、舰船推进系统、电动汽车和航空航天等。然而对多相感应电机的理论研究还处于起步阶段,各方面的理论还不完备,限制了其应用范围,因此,对多相感应电机的研究是最近的一个热点。目前,国内的一些高校和科研院所逐渐兴起了对多相感应电机的研究热潮,但对多相感应电机的速度辨识研究较少,在此背景下,本文借鉴三相感应电机速度辨识的方法,展开了对六相感应电机无速度传感器矢量控制系统的研究。本文选择了六相双Y移30°绕组感应电机作为研究对象,根据其空间绕组的特点,详细分析介绍了六相感应电机的数学模型。介绍了六相感应电机电压、电流、磁链和运动方程,并根据数学方程建立仿真模型。针对其双Y移30°绕组的特点,借鉴三相感应电机的SVPWM矢量控制的方法,建立双Y移30°六相感应电机SVPWM矢量控制系统。由于对多相感应电机的研究还处于兴起阶段,因此对多相感应电机速度辨识的研究就更是很少了。本文利用神经网络可以逼近任意曲线的特点,借鉴三相异步电机速度辨识的方法,用神经网络构造速度辨识的可调模型。通过BP算法调整神经网络权值,从而调整参考模型与可调模型的转子磁链误差。神经网络法有良好的动静态性能,有较强的抗干扰能力,具有自学习能力和极强的鲁棒性。在MATLAB/sinmulink仿真平台上仿真验证六相感应电机的矢量控制方法和神经网络速度辨识方法。分析六相感应电机在各种工作情况下的矢量控制性能和转速辨识能力,验证理论的正确性。最后,利用TMS320F28335作为主控制芯片,设计控制电路。根据六相感应电机SVPWM矢量控制算法进行软件设计,通过实验验证六相感应电机矢量控制的可行性,为后续研究做好准备。
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