带 LC 滤波器的永磁同步电机控制系统设计开题报告

全文总字数：9266字

1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1永磁同步电机的发展及应用

随着交流电力系统的发展，人们广泛使用交流异步电机进行拖动。交流异步电动机具有结构简单，工作可靠、寿命长、成本低，保养维护简便。但是，与直流电动机相比，它调速性能差，起动转矩小，过载能力和效率低。其旋转磁场的产生需从电网吸取无功功率，故功率因素低，轻载时尤甚，这大增加了线路和电网的损耗。长期以来异步电动机占有主导地位。过去的电力拖动中，很少采用同步电动机，其主要原因是同步电动机不能在电网电压下自行起动，静止的转子磁极在旋转磁场的作用下，平均转矩为零。人们亦知道变频电源可解决同步电动机的起动和调速问题，但在70年代以前，变频电源是可想而不可得的设备。所以，过去的电力拖动中，很少看到用同步电动机作原动机。在大功率范围内，偶尔也有同步电动机运行的例子，但它往往是用来改善大企业的电网功率因数。[1]

自70年代以来，科学技术的发展极大地推动了同步电动机的发展和应用，主要的原因有：1、永磁材料的发展极大地推动了永磁同步电动机的开发应用。在同步电动机中用永磁体取代传统的电激磁磁极的好处就是用永磁体替代电激磁磁极，简化了结构，消除了转子的滑环、电刷，实现了无刷结构，省去了激磁直流电源，消除了激磁损耗和发热。2、电力电子技术的发展大大促进了永磁同步电机的开发应用。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集成电路和计算机技术是电子技术发展的代表，它不仅是高新电子信息产业的核心，又是不少传统产业的改造基础。它们的飞速发展促进了电机控制技术的发展与创新。[2]图1.1为永磁同步电机等效电路。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容和目的

永磁同步电机（pmsm）通常采用不带输出滤波器的 pwm 逆变器直接驱动，但随着电力电子器件趋于高频化，长线效应更加严重，由此带来的过电压问题严重威胁电机的绝缘安全。针对这一问题，采用逆变器带输出 lc 滤波器的方式，可以滤除开关次电压谐波使输出电压正弦，但电容支路的存在导致逆变器侧电流和电机侧电流存在偏差。因此本课题要求研究设计一种分数阶pid控制方法，实现对电机侧电流的准确控制；通过这种方式提高永磁同步电动机的电压、电流等参数的精准性，进而提高电动机的工作能力，满足同步电机用于高精度的运动控制系统的要求。分析控制方法的稳定性并给出调节器设计的稳定范围。最后通过matlab/simulink 仿真证明本课题所提控制方法的有效性。[7]

2.2拟采用的技术方案及措施

3. 研究计划与安排

第1-2周：查阅资料，理解课题及任务书要求；

第3周：提交开题报告；提交阶段性报告；

第4-8周：详细研究；

4. 参考文献（12篇以上）

1. 王建设,徐荣,孙友增.永磁同步电动机发展现状综述[j].科技与创新,2016(16):5-6.

2. 胡磊.永磁同步电机特性测试系统设计与实现[d].哈尔滨工业大学，2014.

3. 唐晨，张茂云，贾冰.永磁同步电机参数测试系统的设计[j].长春理工大学学报（自然科学版），2013，06：86-89.

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