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永磁同步电机—双机共轴余度传动系统的研究

作　者: 骆薇薇
导　师: 周波
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 交流伺服系统 永磁同步电机 余度控制 不对称性 三相对称短路
分类号: TM341
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 41次
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内容摘要


随着电力电子技术和电机控制技术的发展,多电、全电飞机已成为未来飞机发展的方向,电力传动系统代替传统传动系统是其关键技术之一。电力传动系统结构小巧、响应速度快、效率高,并且消除了传统传动系统漏油、结构复杂等缺点,但大量电子元器件的使用降低了传动系统的可靠性。为提高电力传动系统的可靠性和安全性,通常采用余度控制技术。永磁同步电机具有效率高、动态响应快、调速范围宽、控制精度高等优点,将其与余度控制技术相结合,构成永磁同步电机-双机共轴余度传动系统,在高可靠性或超高可靠性的工程领域等场合具有一定的优势。本文在介绍永磁同步电机的结构特点、数学方程和控制策略的基础上,分析了永磁同步电机-双机共轴余度传动系统的数学模型和运行模式。针对电力传动系统的技术指标要求,设计并实现了基于DSP控制的永磁同步电机-双机共轴余度传动系统转速和电流双闭环全数字接口电路,编写并调试了相关软件程序。在系统实现的基础上,论文重点对永磁同步电机-双机共轴余度传动系统转子磁钢不对称性进行了分析。转子磁钢的角度差将对余度系统的动、静态特性产生不利的影响,本文提出了角度差补偿的具体方案,仿真和实验结果表明有必要对角度差进行补偿。论文还对永磁同步电机-双机共轴余度传动系统的故障类型进行了分类,研究了余度电机三相对称短路对系统的影响,建立了短路时的稳态和瞬态方程,通过仿真和初步的实验验证了理论分析的正确性,为短路故障的检测、隔离及容错提供了一定的理论和实验基础。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
第一章 绪论  11-17
  1.1 国内外余度传动系统的发展概况  11-13
    1.1.1 余度电机类型  11-12
    1.1.2 余度系统研究现状  12-13
  1.2 永磁同步电机的特点和应用  13-14
  1.3 永磁同步电机-双机共轴余度传动系统的特点  14-15
  1.4 本文主要工作内容  15-17
第二章 永磁同步电机-双机共轴余度传动系统的工作原理  17-29
  2.1 引言  17
  2.2 永磁同步电机的基本理论  17-25
    2.2.1 永磁同步电机的结构  17-18
    2.2.2 永磁同步电机的数学方程  18-21
    2.2.3 永磁同步电机的控制策略  21-25
  2.3 永磁同步电机-双机共轴余度传动系统的基本理论  25-28
    2.3.1 永磁同步电机-双机共轴余度传动系统的基本结构  25-26
    2.3.2 永磁同步电机-双机共轴余度传动系统的数学模型  26
    2.3.3 永磁同步电机-双机共轴余度传动系统的运行模式  26-28
  2.4 本章小结  28-29
第三章 永磁同步电机-双机共轴余度传动系统的设计与实现  29-49
  3.1 引言  29
  3.2 永磁同步电机-双机共轴余度传动系统的硬件设计与实现  29-41
    3.2.1 控制电路的设计与实现  30-35
    3.2.2 采样调理电路的设计与实现  35-39
    3.2.3 主功率电路及隔离电路的设计与实现  39-41
  3.3 永磁同步电机-双机共轴余度传动系统软件设计与实现  41-48
    3.3.1 CPLD 程序的设计与实现  41
    3.3.2 DSP 程序的设计与实现  41-48
  3.4 本章小结  48-49
第四章 永磁同步电机-双机共轴余度传动系统转子磁钢不对称性的研究  49-58
  4.1 引言  49
  4.2 永磁同步电机-双机共轴余度传动系统转子磁钢不对称性的研究  49-53
    4.2.1 冷备份模式下转子磁钢不对称性的研究  49-52
    4.2.2 热备份模式下转子磁钢不对称性的研究  52-53
  4.3 永磁同步电机-双机共轴余度传动系统转子磁钢不对称性的补偿  53-54
  4.4 仿真结果分析  54-56
  4.5 实验结果分析  56-57
  4.6 本章小结  57-58
第五章 永磁同步电机-双机共轴余度传动系统三相对称短路的研究  58-68
  5.1 引言  58
  5.2 永磁同步电机-双机共轴余度传动系统故障的分类  58-59
  5.3 永磁同步电机-双机共轴余度传动系统三相对称短路的理论分析  59-62
    5.3.1 三相对称短路的稳态分析  60-61
    5.3.2 三相对称短路的瞬态分析  61-62
  5.4 永磁同步电机-双机共轴余度传动系统三相对称短路的仿真分析  62-66
    5.4.1 初始状态下三相对称短路的研究和仿真分析  62-63
    5.4.2 冷备份模式下三相对称短路的研究和仿真分析  63-64
    5.4.3 热备份模式下三相对称短路的研究和仿真分析  64-66
  5.5 三相对称短路的实验研究  66-67
  5.6 本章小结  67-68
第六章 总结与展望  68-69
参考文献  69-73
致谢  73-74
在学期间的研究成果及发表的学术论文  74

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电机 > 交流电机 > 同步电机
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