高性能永磁同步电机驱动系统的研究.doc
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高性能永磁同步电机驱动系统的研究,12553字30页摘要空调是现代生活中不可缺少的家用电器，也是家用电器中较为耗能的一项。空调产品是公认的“耗电大户”，尤其在夏天，空调消耗了城市3成以上的用电。而国家也对空调产业节能升级非常重视，在空调领域率先推行财政补贴政策，推广高能效产品变频采用了比较先进的技术，启动时电压较小，可在...
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高性能永磁同步电机驱动系统的研究
12553字 30页
摘 要
空调是现代生活中不可缺少的家用电器，也是家用电器中较为耗能的一项。空调产品是公认的“耗电大户”，尤其在夏天，空调消耗了城市3成以上的用电。而国家也对空调产业节能升级非常重视，在空调领域率先推行财政补贴政策，推广高能效产品变频采用了比较先进的技术，启动时电压较小，可在低电压和低温度条件下启动，这对于某些地区由于电压不稳定或冬天室内温度较低而空调难以启动的情况，有一定的改善作用。由于实现了压缩机的无级变速，它也可以适应更大面积的制冷制热需求。
虽然在中国，变频空调由于种种原因，还没有发展成熟，但据权威数据调查，目前在日本和欧美等国变频空调已经成为空调行业的技术平台，98%左右的空调均为变频空调。以目前的国家宏观调控以及空调厂商等方面看来，今后中国的变频空调必然成为一种趋势。
本文在分析了永磁同步电机结构的基础上，介绍了电机的坐标变换并根据永磁同步电机的特性建立了永磁同步电机的数学模型。在Matlab/Simulink 环境下根据矢量控制的原理设计了永磁同步电机速度电流双闭环矢量控制模型，对实际系统所要采用的2KW 永磁同步压缩机进行仿真试验。在试验经验的基础上给出了具体的PI 控制器参数调整方法和本系统PI 控制器的参数。从而为实际变频空调压缩机的控制提供了参考。
关键词: 变频空调； 永磁同步电机； 仿真实验
ABSTRACT
Air conditioning is indispensable to modern life, household appliances, household appliances is one of the more consuming. Air Products is recognized as a "big power", especially in summer, air conditioning consumes more electricity into the city 3. The country also attached great importance to upgrading energy-saving air-conditioning industry, took the lead in the air conditioning subsidies for the implementation of fiscal policies to promote energy-efficient products with a more advanced frequency conversion technology, start small voltage can be low voltage and low temperature conditions, this For some regions due to voltage instability or lower in winter and air-conditioned room temperature is difficult situation, there is some improvement. As the continuously variable transmission to achieve a compressor, it can adapt to a larger area of cooling and heating needs.
While in China, inverter air conditioner, for various reasons, has not yet developed, but according to authoritative data survey, currently in Japan and Europe and the United States and other countries inverter air conditioner air conditioning industry has become a technology platform, about 98% of the air-conditioning are inverter air conditioner. The current macro-control and air conditioning manufacturers and other aspects, the future of China's inverter air conditioner is bound to become a trend.
This paper analyzes the structure of permanent magnet synchronous motor based on the introduction of the motor coordinate transformation and the characteristics of permanent magnet synchronous motor according to established mathematical model of permanent magnet synchronous motor. In Matlab / Simulink environment designed according to the principle of vector control of permanent magnet synchronous motor speed of the current two-loop vector control model of the actual system to be used 2KW simulation of permanent magnet synchronous compressors. Based on the experience in the trial and gave the specific adjustment method and the PI controller parameters PI controller parameters of the system. Air-conditioning compressor so as to control the actual frequency provides a reference.
Kewords: inverter air conditioner; permanent magnet synchronous motor;
simulatrion experiment
目 录
第一章 绪 论 1
第一节 变频空调的背景和意义 1
一、空调的节能趋势 1
二、变频空调节能性能 1
第二节 国、内外变频空调的发展状况 3
第二章 变频空调压缩机控制系统设计 4
第一节 空调压缩机分类 4
一、工作原理分类 4
二、工作方式分类 4
第二节 iMotion 集成芯片IRMCF341 的介绍 7
第三节 运动控制引擎（MCE）的开发过程 9
第三章 永磁同步电机伺服系统矢量控制的研究 12
第一节 永磁同步电机的结构与分类 12
一、表面式转子磁路结构 12
二、内置式转子磁路结构 13
第二节 永磁同步电机的数学模型 14
第四章 永磁同步电机驱动系统仿真 17
第一节 矢量控制仿真模型 17
第二节 控制器参数调整 17
一、校正概述 17
二、PI 控制器参数调整方法 18
三、仿真实验及结果分析 19
总 结 24
参考文献 25
致 谢 41
参考文献
[6] 许大东，贺益康. 电机控制. 浙江. 浙江大学出版社，2002
[7] 薛定宇，陈阳泉. 基于MATLAB/Simulink 的系统仿真技术与应用. 北京.清华的学出版社，2004.2
[8] 胡崇岳. 现代交流调速技术. 北京. 机械工业出版社，1998
[9] 姚俊，马松辉. Simulink 建模与仿真. 西安. 西安电子科技大学出版社，2002
[10] 刘少军. 现代控制方法及计算机辅助设计. 长沙. 中南大学出版社，2003
[11] 冯朵生，曾岳南. 无速度传感器矢量控制原理与实践. 北京. 机械工业出版社，1997.4
[12] 李钟明，刘卫国. 稀土永磁电机. 北京. 国防工业出版社，1999
[13] 雷霞. PID 参数整定方法的研究与应用. 吉林大学硕士学位论文，2003
[14] 王成元，周美文，郭庆典. 矢量控制交流伺服驱动电动机. 北京. 机械工业出版社，1994
[15] International Rectifier，MCEDesigner Users Guide, 内部资料，2006
[16] International Rectifier，IRMCF343 Application Developer’Guide,内部资料，2006
12553字 30页
摘 要
空调是现代生活中不可缺少的家用电器，也是家用电器中较为耗能的一项。空调产品是公认的“耗电大户”，尤其在夏天，空调消耗了城市3成以上的用电。而国家也对空调产业节能升级非常重视，在空调领域率先推行财政补贴政策，推广高能效产品变频采用了比较先进的技术，启动时电压较小，可在低电压和低温度条件下启动，这对于某些地区由于电压不稳定或冬天室内温度较低而空调难以启动的情况，有一定的改善作用。由于实现了压缩机的无级变速，它也可以适应更大面积的制冷制热需求。
虽然在中国，变频空调由于种种原因，还没有发展成熟，但据权威数据调查，目前在日本和欧美等国变频空调已经成为空调行业的技术平台，98%左右的空调均为变频空调。以目前的国家宏观调控以及空调厂商等方面看来，今后中国的变频空调必然成为一种趋势。
本文在分析了永磁同步电机结构的基础上，介绍了电机的坐标变换并根据永磁同步电机的特性建立了永磁同步电机的数学模型。在Matlab/Simulink 环境下根据矢量控制的原理设计了永磁同步电机速度电流双闭环矢量控制模型，对实际系统所要采用的2KW 永磁同步压缩机进行仿真试验。在试验经验的基础上给出了具体的PI 控制器参数调整方法和本系统PI 控制器的参数。从而为实际变频空调压缩机的控制提供了参考。
关键词: 变频空调； 永磁同步电机； 仿真实验
ABSTRACT
Air conditioning is indispensable to modern life, household appliances, household appliances is one of the more consuming. Air Products is recognized as a "big power", especially in summer, air conditioning consumes more electricity into the city 3. The country also attached great importance to upgrading energy-saving air-conditioning industry, took the lead in the air conditioning subsidies for the implementation of fiscal policies to promote energy-efficient products with a more advanced frequency conversion technology, start small voltage can be low voltage and low temperature conditions, this For some regions due to voltage instability or lower in winter and air-conditioned room temperature is difficult situation, there is some improvement. As the continuously variable transmission to achieve a compressor, it can adapt to a larger area of cooling and heating needs.
While in China, inverter air conditioner, for various reasons, has not yet developed, but according to authoritative data survey, currently in Japan and Europe and the United States and other countries inverter air conditioner air conditioning industry has become a technology platform, about 98% of the air-conditioning are inverter air conditioner. The current macro-control and air conditioning manufacturers and other aspects, the future of China's inverter air conditioner is bound to become a trend.
This paper analyzes the structure of permanent magnet synchronous motor based on the introduction of the motor coordinate transformation and the characteristics of permanent magnet synchronous motor according to established mathematical model of permanent magnet synchronous motor. In Matlab / Simulink environment designed according to the principle of vector control of permanent magnet synchronous motor speed of the current two-loop vector control model of the actual system to be used 2KW simulation of permanent magnet synchronous compressors. Based on the experience in the trial and gave the specific adjustment method and the PI controller parameters PI controller parameters of the system. Air-conditioning compressor so as to control the actual frequency provides a reference.
Kewords: inverter air conditioner; permanent magnet synchronous motor;
simulatrion experiment
目 录
第一章 绪 论 1
第一节 变频空调的背景和意义 1
一、空调的节能趋势 1
二、变频空调节能性能 1
第二节 国、内外变频空调的发展状况 3
第二章 变频空调压缩机控制系统设计 4
第一节 空调压缩机分类 4
一、工作原理分类 4
二、工作方式分类 4
第二节 iMotion 集成芯片IRMCF341 的介绍 7
第三节 运动控制引擎（MCE）的开发过程 9
第三章 永磁同步电机伺服系统矢量控制的研究 12
第一节 永磁同步电机的结构与分类 12
一、表面式转子磁路结构 12
二、内置式转子磁路结构 13
第二节 永磁同步电机的数学模型 14
第四章 永磁同步电机驱动系统仿真 17
第一节 矢量控制仿真模型 17
第二节 控制器参数调整 17
一、校正概述 17
二、PI 控制器参数调整方法 18
三、仿真实验及结果分析 19
总 结 24
参考文献 25
致 谢 41
参考文献
[6] 许大东，贺益康. 电机控制. 浙江. 浙江大学出版社，2002
[7] 薛定宇，陈阳泉. 基于MATLAB/Simulink 的系统仿真技术与应用. 北京.清华的学出版社，2004.2
[8] 胡崇岳. 现代交流调速技术. 北京. 机械工业出版社，1998
[9] 姚俊，马松辉. Simulink 建模与仿真. 西安. 西安电子科技大学出版社，2002
[10] 刘少军. 现代控制方法及计算机辅助设计. 长沙. 中南大学出版社，2003
[11] 冯朵生，曾岳南. 无速度传感器矢量控制原理与实践. 北京. 机械工业出版社，1997.4
[12] 李钟明，刘卫国. 稀土永磁电机. 北京. 国防工业出版社，1999
[13] 雷霞. PID 参数整定方法的研究与应用. 吉林大学硕士学位论文，2003
[14] 王成元，周美文，郭庆典. 矢量控制交流伺服驱动电动机. 北京. 机械工业出版社，1994
[15] International Rectifier，MCEDesigner Users Guide, 内部资料，2006
[16] International Rectifier，IRMCF343 Application Developer’Guide,内部资料，2006
