同步电机

1、摘 要 对于开环低速区由正弦PWM电压源逆变器供电的永磁直线同步电机（PMLSM）而言，与工作在高速情况的PMLSM 负载性能不同，本文采用场路耦合时步有限元的方法研究PMLSM驱动水平运输系统的两种负载工况：轻载与重载。
结果显示，PMLSM 工作在重载情况下的负载性能较轻载优，且电机的工作电流随着负载的增大而减小。
仿真与实验结果验证了该方法的有效性及正确性。
关键词：永磁直线同步电机，负载性能，。

2、中文3000字 文献翻译原文 LOAD PERFORMANCE OF PMLSM IN LOWER SPEED REGION FED BY SINUOIDAL PWM INVERTER Si Jikai1,2 Chen Hao1 Wang Xudong2 Yuan Shiying2 Shangguan Xuanfeng2 （1. China University of Mining and Tec。

3、永磁同步电机基于转子磁链定向矢量控制数学模型，分析矢量控制原理，确立基于=0的转子磁场定向的矢量控制方案。
矢量控制是基于转子坐标系的，经过一系列的坐标变换，将电机的转子磁链和转矩解耦，分别对定子电流的励磁分量和转矩分量进行控制，并经过PI调节、电压空间矢量PWM控制实现双闭环控制系统。
针对永磁同步电机伺服系统，给出电流、速度、位置等调节器的设计方法，对伺服控制需解决的一些主要问题，给出相应的解决办法。
建立伺服系统的仿真模型，运用Matlab中的SIMULINK进行仿真研究给出部分结果，分析相应的结果，得到结论。
2.论文研究意义及价值近年来，随着电力电子技术、微电子技术、微型计算机技术、传感器技术、稀土永磁材料与电动机控制理论的发展，交流伺服控制技术有了进步，交流伺服系统将逐步取代直流伺服系统，借助于计算机技术、现代控制理论的发展，人们可以构成高精度、快速响应的交流伺服驱动系统。
因此，近年来，世界各国在高精度速度和位置控制场合，己经由交流电力传动取代液压和直流传动二十世纪八十年代以来，随着价格低廉的钕铁硼(REFEB)永磁材料的出现，使永磁同步电机得到了很大的发展，世。

4、文针对永磁同步电机基于转子磁链定向矢量控制数学模型，分析矢量控制原理，确立基于=0的转子磁场定向的矢量控制方案。
矢量控制是基于转子坐标系的，经过一系列的坐标变换，将电机的转子磁链和转矩解耦，分别对定子电流的励磁分量和转矩分量进行控制，并经过PI调节、电压空间矢量PWM控制实现双闭环控制系统。
针对永磁同步电机伺服系统，给出电流、速度、位置等调节器的设计方法，对伺服控制需解决的一些主要问题，给出相应的解决办法。
建立伺服系统的仿真模型，运用Matlab中的SIMULINK进行仿真研究给出部分结果，分析相应的结果，得到结论。
2.论文研究意义及价值近年来，随着电力电子技术、微电子技术、微型计算机技术、传感器技术、稀土永磁材料与电动机控制理论的发展，交流伺服控制技术有了进步，交流伺服系统将逐步取代直流伺服系统，借助于计算机技术、现代控制理论的发展，人们可以构成高精度、快速响应的交流伺服驱动系统。
因此，近年来，世界各国在高精度速度和位置控制场合，己经由交流电力传动取代液压和直流传动二十世纪八十年代以来，随着价格低廉的钕铁硼(REFEB)永磁材料的出现，使永磁同步电机得到了很大的发。

5、应的交流伺服驱动系统。
因此，近年来，世界各国在高精度速度和位置控制场合，己经由交流电力传动取代液压和直流传动。
二十世纪八十年代以来，随着价格低廉的钕铁硼(REFEB)永磁材料的出现，使永磁同步电机得到了很大的发展，世界各国(以德国和日本为首)掀起了一股研制和生产永磁同步电机及其伺服控制器的热潮，在数控机床、工业机器人等小功率应用场合，永磁同步电机伺服系统是主要的发展趋势。
永磁同步电机的控制技术将逐渐走向成熟并日趋完善以往同步电机的概念和应用范围己被当今的永磁同步电机大大扩展。
可以毫不夸张地说，永磁同步电机已在从小到大，从一般控制驱动到高精度的伺服驱动，从人们日常生活到各种高精尖的科技领域作为最主要的驱动电机出现，而且前景会越来越明显。
由于永磁同步电机具有结构简单、体积小、效率高、转矩电流比高、转动惯量低，易于散热及维护等优点，特别是随着永磁材料价格的下降、材料的磁性能的提高、以及新型的永磁材料的出现，在中小功率、高精度、高可靠性、宽调速范围的伺服控制系统中，永磁同步电动机引起了众多研究与开发人员的青睐，其应用领域逐步推广，尤其在航空航。

6、矢量调制直接转矩控制的理论和实现方法,并进行仿真实验研究,分析控制策略的正确性243本文研究的转鼓实验台的恒转矩控制方式和惯量模拟控制方式,均采用空间电压矢量调制直接转矩控制策略对交流测功机(即永磁同步电机进行模拟加载。
5.1 永磁同步电机直接转矩控制基本理论5.1.1 永磁同步电机在x 、y 坐标系下的数学模型将永磁同步电机在同步旋转坐标系中磁链、电流和电压矢量关系表示在图5-1(即图4-1中所示,图中定义为转矩角,即定子磁链和转子磁链之间的夹角。
d 、q 为与转子磁场速度r 同步旋转的坐标系,d 轴指向转子永磁磁链f 方向;x 、y 为与定子磁场速度e 同步旋转的坐标系,x 轴指向定子磁链s 方向。
假设x 轴超前d 轴时转矩角为正,在忽略定子电阻的情况下,转矩角即为功角。
当电机稳态运行时,定、转子磁链都以同步转速旋转。
因此,在恒定负载的情况下转矩角为恒定值。
当电机瞬态运行时,转矩角则因定、转子旋转速度不同而不断变化313 A图5-1 永磁同步电机坐标系由图5-1可推导出转矩角的表达式为(tan。

7、矩脉动小、可高速运行等特点, 在诸如高性能机床进给控制、位置控制、机器人等领域PMSM得到了广泛的应用。
近几年来, 国内外学者将空间矢量脉宽调制算法应用于永磁同步电机控制中, 并取得了一定的成就。
同时, 永磁同步电机交流变频调速系统发展也很快, 已成为调速系统的主要研究和发展对象。
数字仿真技术一直是交流调速系统分析计算的有用工具。
但随着对PM SM 控制技术要求的提高, 空间矢量PWM 控制系统成为首选方案。
本文对其进行MA TLAB S IMUL IN K下仿真, 并给出了仿真结果。
2永磁同步电动机矢量控制原理矢量控制的目的是为了改善转矩控制性能，而最终实施仍然是落实到对定子电流（交流量）的控制上。
由于在定子侧的各个物理量，包括电压、电流、电动势、磁动势等等，都是交流量，其空间矢量在空间以同步转速旋转，调节、控制和计算都不是很方便。
因此，需要借助于坐标变换，使得各个物理量从静止坐标系转换到同步旋转坐标系，然后，站在同步旋转坐标系上进行观察，电动机的各个空间矢量都变成了静止矢量，在同步坐标系上的各个空间矢量就都变成了直流量，可以根据转矩公式的几种形式，找到转矩和被控矢量的各。

8、为执行电机的数字交流伺服系统在高精度运动控制和驱动领域得到了越来越广泛的应用。
永磁材料的选择对电机的结构和性能影响很大。
目前广泛应用于永磁体主要有铁氧体、稀土钴以及钕铁硼三类永磁材料。
其中钕铁硼是近年来出现的一种新型永磁材料，其矫顽力和剩磁密度都高于其他两类永磁材料，且成本比稀土钴低得多，是目前应用最为广泛的永磁材料。
永磁材料的发展也对永磁同步电机的应用起着至关重要的作用。
二.正文1. 交流伺服系统的概念及分类1.1 概念伺服来自英文单词Servo，指系统跟随外部指令进行人们所期望的运动，运动要素包括位置、速度和力矩。
伺服系统的发展经历了从液压、气动到电气的过程，而电气伺服系统包括伺服电机、反馈装置和控制器。
在20世纪60年代，最早是直流电机作为主要执行部件，在70年代以后，交流伺服电机的性价比不断提高，逐渐取代直流电机成为伺服系统的主导执行电机。
控制器的功能是完成伺服系统的闭环控制，包括力矩、速度和位置等。
在交流伺服系统中，电动机的类型有永磁同步交流伺服电机（PMSM）和感应异步交流伺服电机（IM），其中，永磁同步电机具备十分优良的低速性能、可以实现弱磁高速控。

9、I控制算法、防振荡处理等控制策略，实现PMSM高性能伺服控制，给出了伺服控制系统相关原理、软硬件设计和实验结果。
基于上述方法开发的控制装置具有良好的性能，已获得实际应用。
2 交流伺服控制系统的相关控制方法21 PMSM转子磁场定向矢量控制 在d，q旋转坐标系下，转子磁场定向矢量控制的PMSM电压、磁链方程为： 式中：Rs为定子绕组电阻；为磁场旋转速度；sd，sq，Ld，Lq，id，iq分别为d，q轴方向上的磁链、电感和电流分量；M为永磁体磁链。
当控制isd=0时，电机电磁转矩方程为： Te=3npMisq2 (2) Te与isq成正比，控制isq可使PMSM获得快速的转矩响应。
22 直流母线电压纹波补偿。

10、调速系统中，矢量控制是一种相对更好的控制技术。
,本课题采用矢量控制方案，此方案能够实现电动机的解耦控制，控制简单、获得类似直流电机的调速性能。
,4/22,2.国内外研究现状（1/3）,国外研究现状,5/22,国内研究现状,2.国内外研究现状（2/3）,6/22,永磁同步电机的控制算法对比,2.国内外研究现状（3/3）,7/22,1王鑫,李伟力,程树康. 永磁同步电动机发展展望J. 微电机,2007,05:69-72.2姜飞荣.永磁同步电机伺服控制系统研究D.浙江大学,2006. 3李静，程小华.永磁同步电机的发展趋势J.防爆电机，2009, (OS): 1-4 4赵光宙，刘栋梁.交流伺服系统及其控制策略综述J.电气时代，2006, (2): 38-415刘军，俞金寿.永磁同步电机控制策略.上海电机学院学报，2007，10(3).6王丰尧.滑模变结构控制M.北京:机械工业出版，1995. 7王庆龙,张兴,张崇巍.永磁同步电机矢量控制双滑模模型参考自适应系统转速辨识J.中国电机工程学报,2014,06:897-902. 8 Moham。

11、 论 文 ） 任 务 书设计（论文）题目： 永磁同步电机结构及设计的研究 姓名 系别 电气与信息工程系 专业 电气工程及其自动化 班级 0102 学号 指导老师 教研室主任 一、基本任务及要求：1 掌握各种永磁材料性能及应用; 2 掌握永磁同步电机基本原理及特性; 3 分析、比较永磁同步电机结构及特征； 4 分析、掌握永磁同步电机的电磁设计的原理； 5 完成一永磁同步电机的电磁设计； 6 初步完成一永磁同步电机的主体结构设计。
二、进度安排及完成时间：3 月 7 日 布置任务.下达任务书.具体安排。
3 月 8 日-3 月 27 日 查阅资料.撰写文献综述.撰写开题报告。
。

12、建一个平台 进行模拟 ， 但是这样在做实验中难免会造成一些损失 ， 而 且硬件上的反馈会比较长研究周期长 。
目前 在国内外关于永磁同步电机 调速系统 的研究现状上来讲 ，基于 MATLAB 环境下仿真模型 的构建 下 进行研究 ， 这 可 极大的缩短研究周期 和 研究成本 。
在利用 MATLAB 仿真模型研究永磁同步电机时 ， 我们可以把那些扰动因数做成模拟信号给予模型 ， 这样可以准确的定性分析实验得出结论。
关键字：永磁同步电机 ， 空间矢量调制 ， MATLAB 仿真 ， 数学模型 。
读万卷书 行万里路 ABSTRACT In the first, this paper introduces the domestic and international development status of Permanent Magnet Synchronous Motor(PMSM), gives a explanation about its basictheory, structure. Then it builds a mathematical model, and use。

13、明确课题任务及要求，搜集课题所需资料，掌握资料查阅方法，了解本课题研究现状、存在问题及研究的实际意 义。
2、 第三周：查阅相关资料，自学相关内容，确定课题总体方案，分配课题任务， 确定个人研究重点，做好选题报告。
3、 第四周至第五周：根据自己研究的方向，确定自己的总体设计方案，根据对象特性进行 各种控制方法的研究，并设计硬件总体模块图及软件模块图。
4、 第六周至第十二周：完成系统的控制方法研究，软、硬件设计。
5、 第十三周至第十四周：系统仿真及调试。
6、 第十五周至第十六周：整理资料，完成毕业论文编写，进行毕业 答辩。
目 录 摘要 . I Abstract . II 第 1 章 绪论 . - 1 - 1.1 课题研究的背景 . - 1 - 1.2 本课题的主要研究工作 . - 3 - 第 2 章 永磁同步电动机的数学模型 . - 5 - 2.1 永磁同步电机的分类和结构 . - 5 - 2.2 永磁同步电机数学模型的建立 . - 5 - 2.2.1 坐标系的定义 . - 5 - 2.2.2 三相定子坐标系与两相定子坐标系变换 (3s-2s) - 6 - 2.2.3。

14、永磁同步电机控制策略 . 8 3.1 恒压频比控制 8 3.2 矢量控制 . 8 3.2.1 矢量控制的组成和原理 . 9 3.2.2 矢量控制的控制方式 . 10 3.2.3 矢量控制的坐标变换 . 11 3.2.4 矢量控制的基本方程 . 16 3.3 直接转矩控制 17 3.3.1 定子磁链控制 . 18 3.3.2 空间矢量控制 . 21 3.4 直接转矩控制系统与矢量控制系统的比较 . 21 读万卷书 行万里路 3.5 小结 . 22 4 基于 Matlab/Simulink 的永磁同步电机矢量控制系统仿真 . 23 4.1 电压空间矢量脉宽调制原理 23 4.1.1 电压空间矢量 . 23 4.1.2 零矢量的作用 . 25 4.1.3 空间电压矢量控制算法 . 26 4.2 坐标变换模块 27 4.3 SVPWM 模块 28 4.3.1 扇区选择 28 4.3.2 计算 X、 Y、 Z 和 TX 、 TY 定义 . 28 4.3.3 计算矢量切换点 Tcm1， Tcm2， Tcm3 . 29 4.4 PMSM 闭环矢量控制仿真模型 31 4.5 仿真结果 .。

15、计。
功率变换器电路主电路采用的是桥式电路，功率开关管选用的是 MOSFET 管，驱动芯片为 IR213本文还设计了整流电路，光电耦合电路等。
该系 统结构简单，稳定性高。
关键词 同步电机；功率变换器； IR2133；空间矢量电压方法 II The design of synchronous motors control system for power converter 100697231 Yan Tongbin Tutor： Cui Jianfeng Professor Abstract The synchronous electromotor is used extensively for dragging the load of big capacity and Invariableness turn because of its advantages of constant turning and adjustable power factor. In its performance, the electromotor will breakd。

16、 7 2.1.1 dq 轴系下的永磁同步电机模型 7 2.1.2 xy 轴系下的永磁同步电机模型 9 2.2 基于滞环比较器的直接 转矩实现 12 2.2.1 永磁同步电动机直接转矩控制控制系统数字化方案 12 2.2.2 电压矢量 14 2.2.3 运动电压矢量的作用 14 3 系统硬件结构 17 3.1 引言 17 3.2 DSP 芯片选型及其功能介绍 . 17 3.2.1 DSP 的选型 . 18 3.2.2 TMS320F2812 功能介绍 . 18 3.3 功率电路的设计 19 3.3.1 主回路设计 19 3.3.2 延时启动电路设计 21 3.3.3 智能功率模块 21 3.3.4 直流侧电压的检测及过压欠压保护电路 24 3.3.5 辅助电源的选取 25 3.4 DSP 控制板电路设计 . 26 3.4.1 模拟信号调理电路设计 26 II 3.4.2 位置检测电路设计 27 3.4.3 通信接口电路设计 28 3.4.4 DSP 最小系统 . 28 4 系统软件设计 31 4.1 光电编码器 31 4.1.1 光电编码器介绍 。

17、主磁极凸极式隐极式2旋转电枢式定子放置励磁绕组主磁极转子放置三相交流绕组需三个滑环引出或引入三相电流三、同步电机基本结构一隐极同步电机以汽论发电机为例特点转速高为保证频率F50HZ,则发电机的极对数P少一般为二极,2P2离心力大,需细长转子隐极式05MM硅钢片叠压而成定子铁心大型电机由扇型片拼成圆形1定子矩形开口槽,径向,轴向通风道定子绕组三相双层绕组,扁铜线绕制而成,采用成型线圈外壳用钢板焊接而成2转子1由合金钢锻成,与转轴制成一个整体,外园开槽,大齿和小齿2励磁绕组为同心式绕组3采用高强度铝合金槽楔,端部采用保护环固定3滑环集电环与电刷装置二凸极同步电机以水轮发电机为例第2页特点转速低为保证F50HZ,则需发电机的极对数P增大为保证放置P对磁极,则需转子的直径大1定子定子铁心硅钢片叠成,直径可达20多米,矩形开口槽定子绕组双层绕组2转子凸极式铁心由厚钢板叠成励磁绕组由扁铜线绕制而成阻尼绕组起动绕组由铜条和端环构成,用于同步电动机异步起动四、同步电机的运行状态1稳态运行情况下,定转子磁场相对静止2功率角定子合成磁场轴线与主极磁场转子磁场轴线之间夹角用电角度表示3三种运行状态1发电机。

18、A,1.2全封闭直接驱动永磁电机,Company name,无冲击、低损耗、低噪声,电机体积增加、簧下质量增加、轨道冲击,传递损耗、噪声 维修困难,1.2全封闭直接驱动永磁电机,1.2全封闭直接驱动永磁电机,1.2全封闭直接驱动永磁电机,1.2全封闭直接驱动永磁电机,优点低传递损耗、低噪声不需要解体电机清扫减轻总重、提高效率转向架有更多自由空间、降低曲线磨耗增加径向调节能力解决轮轨侧磨、曲线波磨、轮重减载脱轨、曲线噪声问题,A,轨道交通永磁同步牵引系统的发展概况及应用挑战,1.3永磁同步电机的优点,高功率因数、高效率体积小，重量轻结构多样化、应用范围广、控制简单噪声低、可靠性高，可作为全封闭牵引电机转速平稳，过载能力强,A,二、国内外研发概况,Company name,二、国内外研发概况,各国研发对比,二、国内外研发概况,Company name,www.themegallery.com,二、国内外研发概况,Company name,www.themegallery.com,二、国内外研发概况,二、国内外研发概况,2006年,日本东芝研发了E5。

19、长研究周期长。
目前在国内外关于永磁同步电机调速系统的研究现状上来讲，基于MATLAB环境下仿真模型的构建下进行研究，这可极大的缩短研究周期和研究成本。
在利用MATLAB仿真模型研究永磁同步电机时，我们可以把那些扰动因数做成模拟信号给予模型，这样可以准确的定性分析实验得出结论。
关键字永磁同步电机，空间矢量调制，MATLAB仿真，数学模型。
IIABSTRACTINTHEFIRST,THISPAPERINTRODUCESTHEDOMESTICANDINTERNATIONALDEVELOPMENTSTATUSOFPERMANENTMAGNETSYNCHRONOUSMOTORPMSM,GIVESAEXPLANATIONABOUTITSBASICTHEORY,STRUCTURETHENITBUILDSAMATHEMATICALMODEL,ANDUSESMATLABTOSIMULATETHATMODELTHEPMSMISANONLINEAR,STRONGCOUPLINGANDTIMEVARYINGSYSTEM,SOINTHEOPERATIONPROCESS,ITWILLBEINFLUENCEDBYM。

20、可以影印、缩印或其他复制手段保存论文，学校必须严格按照授权对论文进行处理，不得超越授权对论文进行任意处置。
论文作者签名签名日期年月日III摘要永磁同步电机由于体积小、重量轻、功率密度高，能够实现快速、准确的控制要求，在工业领域中被广泛应用。
永磁同步电机控制系统是一个多变量、非线性、高耦合的非线性复杂系统，而研究先进控制算法的首要任务就是建立适合的永磁同步电机数学模型，并以此进行建模与仿真分析，因此，如何建立合适的永磁同步模型一直是研究永磁同步电机控制系统的基础。
论文在分析了永磁同步电机的结构和工作原理的基础上，讨论了永磁同步电机控制系统的坐标变换，并给出了永磁同步电机基于ABC静止坐标系、静止坐标系和DQ旋转坐标系的数学模型，在此基础上，探讨了永磁同步电机的控制方法，给出了基于矢量控制的永磁同步电机控制方法。
论文通过MATLAB/SIMULINK，对永磁同步电机矢量控制系统进行了建模和仿真。
仿真结果表明，论文所建模型正确，可以作为进一步研究永磁同步电机控制的基础模型。
关键字永磁同步电机，矢量控制，数学模型，MATLAB，仿真模型IVABSTRACTPERMANENTMAGNET。