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船舶永磁同步推进电机无位置传感器控制研究
| 论文题名： | 船舶永磁同步推进电机无位置传感器控制研究 |
| 关键词： | 船舶工程;永磁同步电机;无位置传感器;矢量控制;反电动势法 |
| 摘要： | 随着电机控制技术的飞速发展，电力推进型船舶在航运领域的应用变得越来越广泛，永磁同步电机(PMSM)以其体积小、效率高、控制性能优良等优点成为船舶推进电机的主导。因此，永磁同步电机变频驱动系统的研究对航运事业有着重要意义。本文以船舶永磁同步推进电机变频驱动装置为研究对象，针对有位置传感器变频系统存在的缺陷，提出了一种基于无位置传感器技术的永磁同步电机全速度范围运行方案，该方案以预定位法确定转子初始位置，按恒定加速度加速至固定转速，中高速采用反电动势法估算转子角度。并设计研发了一套以DSP28335为核心的永磁同步电机变频调速系统，在保证系统设计正确可靠的基础上，对所提方案进行了实验验证。 本文首先推导了永磁同步电机在不同坐标系下的数学模型，阐述了矢量控制原理，并深入分析了基于id=0策略的矢量控制结构及在DSP内的实现过程。其次，介绍了反电动势法的原理，并针对安装位置传感器系统存在的缺点，以及大多数无位置算法在电机低速运行状态下角度估测的不准确性，提出了一种PMSM在无位置传感器情况下的全速度范围运行方案，详细研究了预定位、开环启动、状态切换等关键阶段的内容。接着，给出了系统的硬件设计电路，按模块阐述了各个电路的功能、结构以及工作原理。同时，介绍了一种较为实用的电机参数测量方法及其详细的操作步骤，为获得电机重要参数提供了简单直接的途径。最后，在CCS3.3编译环境下完成了程序的编写，阐明了系统软件的设计结构、详细流程以及反电动势法在DSP内的实现过程，并给出了实验结果。 实验结果显示，系统的电流、电压以及转速波形在各种运行工况下均能保持良好，证明了本文建立的船舶永磁同步推进电机变频调速系统软硬件设计的正确性。同时，预定位、开环启动以及反电动势法估算转子角度的结果也与理论分析相符，证明了文中所提方案的可行性。 |
| 作者： | 张峰魁 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 赵友涛;刘彦呈 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连海事大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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