关键词:
永磁同步电机
电机模拟实验平台
电力电子变换器
摘要:
针对现有电机驱动器性能和功率测试方案中存在系统复杂、硬件成本高、研发周期长等一系列缺点,本文提出能实时模拟电机端口特性的电机模拟实验平台,该实验平台能满足电机驱动器带动各种不同参数电机,拖动各种机械负载时的适用性实验,具有结构简单、电机参数灵活可调等优点。本文首先建立了反电势非正弦永磁同步电机在三相静止坐标系、两相静止坐标系(αβ坐标系)和两相同步旋转坐标系(dq坐标系)下的数学模型,简述了空间矢量脉宽调制技术和永磁同步电机矢量控制策略。在MATLAB/Simulink环境下建立了永磁同步电机的仿真模型,对非线性永磁同步电机的定子电流、电磁转矩进行了仿真研究。为实现电机模型的实时计算,研究分析了各种数值积分法在求解电机模型时的实现方法,对比了各方法在不同步长下的计算准确度和运算量,最终选择Adams法,该方法计算准确并且计算量小,为电机模型的实时计算提供技术方案。提出利用背靠背PWM整流器构造电机模拟系统的功率变换电路,电机模拟器根据电机仿真器的运算结果实时模拟电机的电气端口特性;并网变换器将模拟侧所吸收的电能回馈电网,以维持直流电压稳定。在MATLAB/Simulink环境下建立了电机模拟实验平台的仿真系统,进行了模拟永磁同步电机的仿真验证实验。在理论分析的基础上,论文设计了电机模拟实验平台的硬件系统以及RT-LAB的驱动控制模型,为实验验证提供了基础。实验结果与仿真结果具有很好的一致性,验证了电机模拟实验平台的可行性和有效性。