PMSM调速

最大转矩电流比控制

第２５卷第２１期２００５年１１月

文章编号：０２５８－８０１３（２００５）２ｌ—０１６９—０６

中国电机工程学报

ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆⅡｌｅ

ｖ０１．２５Ｎｏ．２１ＮｏⅥ２００５

ＣＳＥＢ＠２００５ＣｈｉｎＳｏｃｆｏｒＥｋｃ．Ｅｎｇ．

中圈分类号：１Ｍ３４１文献标识码：Ａ学科分类号：４７０．４０

ＰＭＳＭ调速系统中最大转矩电流比

控制方法的研究

李长红１，陈明俊１，吴小役２

（１＿中国兵器工业第２０２研究所，陕西省成阳市７１２０９９；２．西北工业大学，陕西省西安市７１００７２）

ＳＴＵＤＹｏＦＡ

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（１．Ｎｏ．２０２ＩｎｓｄｔｕｔｅｏｆＣ１１ｉｎａｏｒ血ａＩｌｃｅ

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ＵＩｌｉｖｅｒｓｉｌｙ，Ⅺ’ａｎ７１００７２，Ｓｈａ彻面Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｃ１１ｉｎａ）

关键词：电机；永磁同步电动机：最大转矩电流比；极值优化１

Ａ聃ＴＲＡＣＴ．Ｆｏｒ

哇哈哈

PMSM参数测量实验

测量永磁同步电机定子电阻、交轴电感、直轴电感、转子磁链以及转动惯量。 1. 定子电阻的测量

采用直流实验的方法检测定子电阻。通过逆变器向电机通入一个任意的空间电压矢量Ui(例如U1)和零矢量U0,同时记录电机的定子相电流,缓慢增加电压矢量Ui的幅值,直到定子电流达到额定值。如图1所示为实验的等效图,A、B、C为三相定子绕组,Ud为经过斩波后的等效低压直流电压。Id为母线电流采样结果。当通入直流时，电机状态稳定以后，电机转子定位，记录此时的稳态相电流。因此，定子电阻值的计算公式为：

1Ia?Id,Ib?Ic??Id

2(1) (2)

Rs?2Ud 3IdIdAOUdBC

图1 电路等效模型

2． 直轴电感的测量

在做直流实验测量定子电阻时,定子相电流达到稳态后,永磁转子将旋转到和定子电压矢量重合的位置,也即此时的d轴位置。测定定子电阻后,关断功率开关管,永磁同步电机处于自由状态。向永磁同步电机施加一个恒定幅值,矢量角度与直流实验相同的脉冲电压矢量(例如U1),此时电机轴不会旋转(ω=0),d轴定子电流将建立起来，则d轴电压方程可以简化为：

ud?Rid??Lqiq?Lddiddtud?Rid?Lddid dt

心得1：

在主程序中有rc1.TargetValue = _IQ(SpeedRef);rc1.calc(&rc1);这两条语句。

rc1.TargetValue是rc1这个结构体中的变量。从TI网站上下载的pmsm的例程中，初始化在头文件和主函数的开头。 接着在 Include中找到了 rmp_cntl.h这个文件。有以下 typedef struct { _iq TargetValue; // Input: Target input (pu)

Uint32 RampDelayMax; // Parameter: Maximum delay rate (Q0) - independently with global Q _iq RampLowLimit; // Parameter: Minimum limit _iq RampHighLimit;

调速系统

笫一节调速系统的任务和特点

水轮机调速系统的基本任务是：使水轮发电机组稳定地以额定转速运行，在机组负荷变化或其他外扰作用下，保证机组的转速变化不超过一定的范固，并能迅速地稳定予新的工况，从而保证发电机输出的交流电频率满足用电设备的要求。水轮机调节是通过调速系统根据机组转速的变化不断地改变水轮机过流量来实现的。 此外，调速系统还具有如下功能：

(1)进行机组的正常操作：机组的开停机、增减负荷，以及发电、调相等各种工况的相互切换。这些操作均应能自动或手动进行。 (2)保证机组的安全运行：在各种事故情况下，机组甩掉全部负荷后，调速系统应能保证机组迅速稳定在空载转速，或者根据指令信号，可靠地紧急停机。在甩负荷或紧急停机过程中，调速器应按整定的关机速度关闭导水叶，保证机组转速升高及输水系统压力升高不超过允许值。

(3)实现机组的经济运行：按要求自动分配机组闯的负荷，使机组运行于高效率区；根据需要按水头或按流量进行自动调节。 对于某一具体的调速系统，并不要求它具有上述全部功能。因为其中某些功能只有在一定条件下才是需要的。例如：只有水泵一水轮机组才有抽水工况，只有转桨式机组，才要求调速系统保证机

问题一电流采样

硬件上用的是霍尔传感器.

图一是霍尔传感器的输入输出特性曲线。找了图上的两点(1V，-10A)和（2V，5A），算出来斜率为1/15=0.066。

图一是霍尔传感器的输入输出特性曲线

DSP中采样最大值为3.3V，对应的寄存器值为4096，所以采样后寄存器中的值对应的电压值为3.3V/4096。

程序中电流采样计算如下： DatQ15 = ((AdcMirror.ADCRESULT2 + AdcMirror.ADCRESULT3 +

AdcMirror.ADCRESULT4 + AdcMirror.ADCRESULT5 + AdcMirror.ADCRESULT6 + AdcMirror.ADCRESULT7 + AdcMirror.ADCRESULT8)/7) - p->ImeasAOffset; Tmp = _IQ15mpy(p->ImeasAGain,DatQ15); p->ImeasA = _IQ15div(Tmp,_IQ15(BASE_CURRENT)); “p->ImeasAOffset”是初始时化后就进行的一次采样，保存为偏移值。“p->ImeasAGain”是在结构体ILEG2DCBUSMEAS设置

湖南工业大学

1变频电机一般来讲都是恒转矩的，又有频率追踪，所以一般来讲转差率是变化很小的。变频调速装置的类型与特点 ?

按电动机的能量转换类型交流调速系统分哪三类？各自特点是什么？

答：①转差功率消耗型调速系统——这种类型的全部转差功率都转换成热能消耗在 转子回路中，这类系统的效率最低。

②转差功率馈送型调速系统——在这类系统中，除转子铜损外，大部分转差功率在 转子侧通过变流装置馈出或馈入，转速越低，能馈送的功率越多。

③转差功率不变型调速系统——在这类系统中，转差功率只有转子铜损，而且无论 转速高低，转差功率基本不变，因此效率更高，其中变极对数调速是有级的，应用场合有限，只有变压变频调速应用最广。

变频器组成：控制器、电力电子变换电路、电量检测电路 分类：交-交、交-直-交（电压源型、电流源型） 三相异步电动机变频调速具有以下几个特点：

⑴ 从基频向下调速，为恒转矩调速；从基频向上调速，近似为恒功率调速； ⑵ 调速范围大；

⑶ 机械特性较硬，静差率小，相对稳定性好； ⑷ 运行时较小，效率高；

⑸ 频率可以连续调节，变频调速为无级调速

2电流滞环SPWM特点？异步电动机动态数学模型的性质? （什么是电流滞环S

变频调速题库

一． 填空题

1．有电动机带动生产机械运行的系统叫做电力拖动系统；一般由电动机、传动机械、生产机械、控制设备等部分组成。 2．在电力拖动系统中，负载的类型主要有：恒转矩负载、恒功率负载、二次方律负载。 3．三相异步电动机的调速方法主要有：变极调速、变频调速、改变转差率S调速等。 4．三相异步电动机的制动方法主要有：再生制动、直流制动和反接制动。

5．变频器的分类方法有多种，按照主电路直流环节储能方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器。 6．占空比按正弦规律变化的脉宽调制方法叫做正弦波脉宽调制（SPWM）。 7．变频器的控制模式主要有：V/F控制模式、矢量控制模式。

8．在交－直－交变频器中，其主电路基本由整流部分、逆变部分、制动部分等三部分组成。

9. 在低压交流电动机的变频传动控制中，应用最多的功率器件有GTO、GTR、IGBT以及智能模块IPM。

10．在交—直—交变频器的电路中，滤波电容CF的作用是对整流电压进行滤波，它是电压型变频器的主要标志，对电流型变频器来说滤波的元件是电感。

11．调频调压时，要维持U1/ f1＝常数，技术上有两种方法：脉幅调制（PAM）和脉宽调制（PWM）

12．把Ku=Kf时的U/f控制曲

学习中心/函授站_ 潍坊学习中心

姓 名 李子奇 学 号 7024131251010

西安电子科技大学网络与继续教育学院

2015学年上学期

《交流调速技术》期末考试试题

（综合大作业）

题号 题分 得分

考试说明：

1、大作业于2015年4月3日公布，2015年5月9日前在线提交； 2、考试必须独立完成，如发现抄袭、雷同、拷贝均按零分计。

一、名词解释（每小题2分，共10分） 1、矢量控制方法

答：矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。简单的说，矢量控制就是将磁链与转矩解耦，有利于分别设计两者的调节器，以实现对交流电机的高性能调速。

2、异步电动机

答：异步电动机又称感应电动机，是由气隙旋转磁场与转子绕组感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现机电能量转换为机械能量的一种交流电机。异步电动机按照转子结构分为两种形式:有鼠笼式)

4.2 永磁同步电动机三相坐标系的数学模型

为方便分析起见，将三相永磁的同步电动机看作是理想的电机，也就是说它符合下列假设：

(1) 转子上面没有阻尼绕组；定子中各个绕组的电枢电阻、电感值相等，三相定子的绕组按对称的星形分布；

(2) 其气隙磁场服从正弦分布而且各次谐波忽略不计，感应电动势也服从正弦分布；

(3) 永磁体的等效的励磁电流恒定不改变；电机中的涡流、趋肤效应、电机铁芯饱和和磁滞损耗的影响均忽略不计；温度与频率不影响电机的参数。

坐标系正方向的选取： (1) 转子逆时针方向旋转为正； (2) 正向电流生出正向磁链；

(3) 电压，电流的正方向按照电动机的惯例。

则静止三相坐标系里永磁同步电动机的定子侧电压方程

u3s?R3s?i3s?p?3s (4-1)

静止三相坐标系里永磁同步电动机的定子侧磁链方程

?) (4-2) ?3s?L3s?is3??f?Fs(3式中，

?iA??R00???A??R??0R0??????i3s??iB?，3s?B? ??，3s??00R????iC??????C??sin??uA????F

4.2 永磁同步电动机三相坐标系的数学模型

为方便分析起见，将三相永磁的同步电动机看作是理想的电机，也就是说它符合下列假设：

(1) 转子上面没有阻尼绕组；定子中各个绕组的电枢电阻、电感值相等，三相定子的绕组按对称的星形分布；

(2) 其气隙磁场服从正弦分布而且各次谐波忽略不计，感应电动势也服从正弦分布；

(3) 永磁体的等效的励磁电流恒定不改变；电机中的涡流、趋肤效应、电机铁芯饱和和磁滞损耗的影响均忽略不计；温度与频率不影响电机的参数。

坐标系正方向的选取： (1) 转子逆时针方向旋转为正； (2) 正向电流生出正向磁链；

(3) 电压，电流的正方向按照电动机的惯例。

则静止三相坐标系里永磁同步电动机的定子侧电压方程

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静止三相坐标系里永磁同步电动机的定子侧磁链方程

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