同步电动机

1、 Dead-time Compensation of SVPWM Based on DSP TMS320F2812 for PMSM Song Xuelei*, Wen Xuhui, Guo Xinhua, and Zhao Feng Institute of Electrical Engineering, Chinese Academy of Sciences, Beijing, P.R.Chi。

2、 职 称 2011年 6月 15日Always magnetic belt synchro motor direct torque control system0 - prefaceSynchro motor because of having power factor higher -, run - timeefficiency higher -, stability good, the revolving speed Heng settles to wait a merit, is extensively been applied to industrial production amid.The startingfault that acquaints with synchro motor, and debugging in time, all have important meaning to the motor and the production systemses.By wayof。

3、了一套基于TMS320LF2407的永磁同步电动机直接转矩控制交流调速系统实验验证了该策略可用于永磁同步电动机控制,实验还表明永磁同步电动机直接转矩控制具有优良的转矩快速动态响应特性和对系统参数摄动、外干扰具有很强的鲁棒性等优点。
实验系统安全可靠运行表明该调速系统具有优良的故障检测和保护功能,硬件设计思想合理。
关键词:永磁同步电动机 直接转矩控制 故障检测与保护 控制方案 。

4、同步电动机调速系统是一个多变量、强耦合的复杂系统，其动态特性极其复杂，它是由一组高阶的非线性微分方程决定的，由于控制系统控制方式的复杂性，使动态特性的变化十分 繁琐。
所以，对调速系统特性的分析研究，最好好在着手实际系统之前，先利用计算机仿真，由仿真的各方面结果给实际系统的设计、调试等方面提供借鉴和参考。
利用仿真实验对永磁同步电动机调速系统进行研究，从而为实际系统的设计提供可靠的参数。
本文在仿真过程中，采用 MATLAB/SIMULINK 软件。
2 1 永磁同步电动机的数学模型 1.1 永磁同步电动机的结构和工作原理 永磁同步电动机本体是由定子和转子两大部分组成。
永磁同步电动机的定子指的是电动机在运行时的不动部分，主要是由硅钢冲片、三相对称同分布在它们槽中的绕组、固定铁 心用的机壳以及端盖等部分组成。
其定子和异步电动机的定子结构基本相同。
空间上三相对称绕组通入时间上对称的三相电流就会产生一个空间旋转磁场，旋转磁场的同步转速0n 为 0 60fn p ， f 为定子电流频率， p 为电动机极对数。
永磁同步电动机的转子是指电动机在运行时可以转动的部分，通常由磁极铁心、永磁磁钢及磁辘等部。

5、伺服电动机，通常是指由永磁电动机和相应驱动、控制系统组成的无刷永磁电动机伺服系统，有时也仅指永磁电动机本体。
无刷永磁伺服电动机就电动机本体而言是一种采用永磁体励磁的多相同步电动机，定子结构与普通同步电动机或感应电动机基本相同，转子方面则由永磁体取代了电励磁同步电动机的转子励磁绕组 。
,转子结构的三种基本形式 ：按照永磁体在转子上位置的不同，无刷永磁伺服电动机的转子结构一般可分为表面式（凸装式）、嵌入式和内置式三种基本形式。
转子结构是无刷永磁伺服电动机与其它电机最主要的区别，对其运行性能、控制系统、制造工艺和适用场合等均具有重要影响。
,4,3.1.1 无刷永磁伺服电动机的基本结构,表面式转子：典型结构如图3-1a）所示，永磁体通常呈瓦片形，通过环氧树脂直接粘贴在转子铁心表面上。
在体积和功率较小的无刷永磁伺服电动机中，也可以采用圆环形永磁体，如图3-1b）所示，永磁体为一整体的圆环，该结构的转子制造工艺性较好，漏磁小。
,图3-1 表面式转子结构,5,3.1.1 无刷永磁伺服电动机的基本结构,嵌入式转子：结构如图3-2所示，永磁体嵌装在转子铁心表面的槽中。
,图3-2 嵌入式转子结构,对于。

6、3年内 ,甚至半年内。
一般认为是电动机制造质量问题。
但许多电机制造厂 ,虽对制造工艺中的关键部位加强措施 ,但没有明显效果 ,故障现象仍然屡屡发生。
通 过对同步电动机及励磁装置运行数据进行数理统计分析 ,对电动机起动 ,投励运行中的各种典型状态波形摄片 ,研究分析表明 ,同步电动机出现上述故障 ,不是制造问题 ,而是传统励磁技术存在缺陷。
2 传统励磁技术存在的缺陷 2.1 励磁装置起动回路及环节设计不合理 同步电动机励磁装置主回路中的主桥分为 :全控桥式和半控桥式 ,下面分别以这两种方式分析。
半控桥式励磁装置 :由三只大功率晶闸管和一只大功率二极管组成 ,如图 1所示。
电动机在起动过程中 ,存在滑差 ,在转子线圈内将感应 -交变电势 ,其正半波通过 ZQ形成回路 ,产 生 +if,其负半波则通过 KQ,RF形成回路 ,产生 -if,如图 2所示 ,由于回路不对称 ,则形成的 -if与 +if也不对称 ,致使定子电流强烈脉动 ,波形如图 3所示。
使电动机因此而强烈振动 ,直到起动结束才消失。
全控桥工励磁装置 :由 6只大功率晶闸管组成 ,如图 4所示。
在起。

7、号采集系统 12 3.4.2 LF398 采样保持器 18 3.5脉冲发生及控制器 . 20 3.5.1控制芯片 TCA785. 20 3.5.2 同相比例运算放大电路 24 3.6 三相桥可控整流电路分析 25 3.8 显示 27 3.9 调试中出现问题及解决方法 29 4 软件设计 30 4.1主程序设计 . 30 4.2 信号采集傅式算法 . 31 4.3 定时器中断子程序控制 . 33 4.4 A/D转换 34 4.5 D/A控制 35 5 总结与展望 . 36 5.1总结 . 36 致谢 . 37 附录 1 c8051f350 单片机系统原理图 39 附录 2 信号调理电路原理图 . 40 附录 3 同相比例运算放大器及 TCA785 原理图 41 附录 4 主程序 . 42 附录 5 定时器中断子程序 . 46 附录 6 A/D 转换子程序 47 附录 7 毕业设计成品照片 . 48 II 摘 要 同步电动机广泛应用于石油 、煤炭、电力、水利、供汽等诸多领域中，励磁系统在同步电动机的控制具有重要作用，而传统的励磁技术存在设备故障率高、性能不稳定等缺陷，使同步电动机频。

8、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 3 3 3 3s s s su R i p (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 3 3 3 3()s s s f sL i F (4-2) 式 中， 3AsBCiiii，3000000sRRRR，3AsBC3AsBCuuuu，3sin( ) sin ( 1 2 0 )sin ( 1 2 0 )sF 3 3 31 c o s 1 2 0 c。

9、158电机存放时的保养219运转中故障分析2110同步电机接线图243大型同步电动机安装使用维护说明书1电机的安装说明11安装环境及条件电机应安装在干燥的地方，且不受灰尘、污浊和带有腐蚀性气体及昆虫或爬虫的侵害，并不得在阳光直接照射下使用。
在考虑防潮和防尘的同时，应顾及电机的通风问题，保证电机有足够的风量，进风的温度不低于0，不高于40，电机使用的地点，海拔高度不得超过1000M，周围环境的相对湿度一般电机不能大于75，湿热带型电机不能大于9此外应考虑到电机的位置和四周设备的位置相适应，使修理和检查时方便。
12基础的铺设基础的设计由用户根据具体的条件和电机外形图的要求而设计，但设计时应按照以下几个原则进行。
121基础应铺在坚固的土壤上由混凝土或钢筋混凝土筑成，有足够的承重能力，以便能承受静的和动的负载，也就是说基础能尽量防止下沉、移动和振动，保持不变的位置。
122电机的基础应与和它连接的机器基础做成一整块，以免分开时各自基础的不均匀下沉、骨架变形等引起机组中。

10、调,定位精度和跟踪精度高。
但是直流伺服系统也有难以克服的缺点直流电动机转子绕组的发热大，影响与其相连接的丝杠精度采用机械换向会产生电火花,直流伺服系统难以工作在易燃、易爆的工作场合高速运行和大容量设计受到机械换相器的限制电刷和换向器易磨损,日常维护工作量大结构复杂，制造困难,成本高等。
机械换向器的存在是造成以上问题的主要原因。
交流电机没有机械换向器，克服了直流电机的缺点。
进入20世纪80年代后,功率电子器件和微电子技术水平得到迅速提高,基于先进控制理论、电力电子器件和微处理器的发展,交流伺服控制技术日趋成熟。
交流伺服系统以其体积小,转动惯量最小,耐高速,可频繁起制动,过载能力强,瞬时输出转矩大,对环境适应性强,运行可靠性高，无需维护等特点而广泛适用于CNC和工业机器人等工业领域。
到了90年代,交流伺服系统己经在许多场合取代了直流伺服系统，某些性能甚至超过了直流伺服系统，从而出现了取代直流伺服系统成为电气伺服系统主体的趋势。
目前国内外交流伺服系统研究正向着数字化、智能化、网络化、绿色化的方向发展高性能和全数字化伺服系统是当代交流伺服系统发展的趋势，这种系统被广泛应用在高精度数控机床、机器。

11、开关组成的逆变电路是其控制系统的必不可少的功率环节。
3规模集成电路和计算机技术的发展完全改观了现代永磁同步电动机的控制。
由于电子技术和控制技术的发展，永磁同步电动机的控制技术亦已成熟并日趋完善使得永磁同步电动机具有结构简单、体积小、重量轻、功率因数高等优越性能,由其组成的高性能驱动系统近年来受到了广泛的关注。
而在20世纪80年代中期针对感应电动机而提出的直接转矩控制策略实行定子磁场定向，避免复杂的坐标变换，动态性能好，对电动机参数依赖性小，鲁棒性强。
因此，将其应用拓展至永磁同步电动机控制领域就成为近年的研究的热点之一。
针对永磁同步电动机DQ轴电感不相等的特性,提出了最大转矩电流比控制来提高系统动态性能。
因此，将永磁同步电动机直接转矩控制与最大转矩电流比控制结合亦成为永磁同步电动机控制领域的新兴问题。
永磁同步电动机直接控制系统最大转矩电流比控制结合了两者的优点无需转子精确定向，降低了定子电流，减小损耗，从而提高了系统效率对于凸极永磁同步电动机LD不等于LQ,能够生磁阻转矩,通过控制定子电流相位角可以控制ID,IQ。
当定子电流一定时，存在一个电流相位角使输出转矩值最大，这种控制方法。

12、RUNTIMEEFFICIENCYHIGHER,STABILITYGOOD,THEREVOLVINGSPEEDHENGSETTLESTOWAITAMERIT,ISEXTENSIVELYBEENAPPLIEDTOINDUSTRIALPRODUCTIONAMIDTHESTARTINGFAULTTHATACQUAINTSWITHSYNCHROMOTOR,ANDDEBUGGINGINTIME,ALLHAVEIMPORTANTMEANINGTOTHEMOTORANDTHEPRODUCTIONSYSTEMSESBYWAYOFENERGYINTIME,ACCURATEDEBUGGINGANDTRANSACTIONFAULT,HAVETOVSTHEFAMILIARFAULTPROGRESSOFTHESYNCHROMOTORINDETAILANALYTICAL1FAMILIARFAULT11THESYNCHROMOTORAFTERSWITCHINGONELECTRICITYTHEINCAPABILITYSTARTSTHESYNCHROMOTORAFTERSTARTINGTHEINCAPABILITYR。

13、ORORIGINATORDIGITALCONTROLSYSTEMSGROUPTEXASINSTRUMENTSNOTEINTHISSOFTWARE,THEDEFAULTINVERTERISSUPPOSEDTOBEDMC550BOARDHISTORY04152005VERSION320SUPPORTBOTHF280XANDF281XTARGETS04252005VERSION321MOVEEINTANDERTMDOWNTOENSURETHATALLINITIALIZATIONISCOMPLETEDBEFOREINTERRUPTSAREALLOWED/INCLUDEHEADERFILESUSEDINTHEMAINFUNCTIONINCLUDE“TARGETH“INCLUDE“DSP281X_DEVICEH“INCLUDE“IQMATHLIBH“INCLUDE“PMSM3_4H“INCLUDE“PARAMETERH“INCLUDE“BUILDH“INCLUDE/PROTOTYPESTATEMENTSFORFUNCTIONSFOUNDWITHINTHISFILEINTERRUPTVOIDM。

14、IMULATIONRESEARCHOFPERMANENTMAGNETSYNCHRONOUSMOTORVECTORCONTROLSYSTEMBASEDONMATLAB学院（系）专业学生姓名学号指导教师（职称）评阅教师完成日期基于MATLAB永磁同步电动机矢量控制系统的仿真研究I基于MATLAB永磁同步电动机矢量控制系统的仿真研究电气工程及其自动化摘要永磁同步电动机作为一种新型电动机，具有功率密度高、转子转动惯量小、运行效率高等优点，获得广阔的应用和发展空间,在各行各业以及日常生活中的应用越来越广泛。
本文在综述了永磁同步电动机及其控制技术发展情况的基础上，推导了永磁同步电动机的数学模型和等效电路，并详细论述了其矢量控制原理，分析了ID0控制、最大转矩/电流控制、弱磁控制等控制策略。
论文最后利用了MATLAB/SIMULINK工具对ID0的永磁同步电动机矢量控制系统进行了仿真研究，仿真结果证明了所提出的控制方法的正确性，为实际电机控制系统的设计提供了理论依据。
关键词永磁同步电动机仿真建模；MATLAB；矢量控制THESIMULATIONRESEARCHOFPERMANENTMAGNETSYN。

15、境下，通过对PMSM本体、D/Q坐标系向A/B/C坐标系转换等模块的建立与组合，构建了永磁同步电机控制系统仿真模型。
仿真结果证明了该系统模型的有效性。
关键词MATLAB/SIMULINK永磁同步电机电压空间矢量脉宽调制仿真理工学院毕业设计IIABSTRACTINTODAYSACSERVOSYSTEM,THEVECTORCONTROLTHEORYANDSVPWMTECHNIQUEMAKETHEACMOTORCANACHIEVETHEPERFORMANCEASGOODASDCMOTORWHENDESIGNINGTHEACSERVOSYSTEMPMSMISANONLINEARSYSTEMWITHSIGNIFICANTCOUPLINGTHISNOVELMETHODFORMODELINGANDSIMULINKOFPMSMSYSTEMINMATLABISPROPOSEDINMATLAB/SIMULINK,THEISOLATEDBLOCKS,SUCHASPMSMBLOCK,COORDINATETRANSFORMATIONFROMD/QTOA/B/CBLOCK,ETC,HAVEBEENMODELED。

16、ORORIGINATORDIGITALCONTROLSYSTEMSGROUPTEXASINSTRUMENTSNOTEINTHISSOFTWARE,THEDEFAULTINVERTERISSUPPOSEDTOBEDMC550BOARDHISTORY04152005VERSION320SUPPORTBOTHF280XANDF281XTARGETS04252005VERSION321MOVEEINTANDERTMDOWNTOENSURETHATALLINITIALIZATIONISCOMPLETEDBEFOREINTERRUPTSAREALLOWED/INCLUDEHEADERFILESUSEDINTHEMAINFUNCTIONINCLUDE“TARGETH“INCLUDE“DSP281X_DEVICEH“INCLUDE“IQMATHLIBH“INCLUDE“PMSM3_4H“INCLUDE“PARAMETERH“INCLUDE“BUILDH“INCLUDE/PROTOTYPESTATEMENTSFORFUNCTIONSFOUNDWITHINTHISFILEINTERRUPTVOIDM。

17、论文）中的所有内容均真实、可信。
作者签名日期年月日毕业设计（论文）任务书题目调速永磁同步电动机的电磁设计姓名系电气系专业电气工程及其自动化班级学号指导老师职称副教授教研室主任一、基本任务及要求1、基本技术要求1）额定功率NP15KW2）额定电压VUN3803）额定转速MIN/1500RNN4）额定效率94N5相数M36HZFN507额定功率因数920COSN8绕组形式单层,交叉Y接9失步转矩倍数81NPOT2、本毕业设计课题主要完成以下设计内容（1）调速永磁同步电动机的电磁设计方案；2阐述永磁同步电动机的运行与控制原理；（）电机主要零部件图的绘制；4说明书的编制二、进度安排及完成时间3月1日3月30日查阅资料、撰写文献综述、撰写开题报告4月1日4月30日毕业实习、撰写实习报告5月1日5月20日毕业设计（电磁设计）5月21日5月30日毕业设计（永磁同步电动机的运行与控制）5月上旬毕业设计中期抽查6月1日6月12日撰写毕业设计说明书（论文）6月13日6月14日修改、装订毕业设计说明书（论文），并将电子文档上传FTP。
1、6月15日6月18日毕业设计答辩，进行毕业答辩。
调。