【摘 要】
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超高速永磁同步电机具有功率密度大、惯性小、效率高等特点,在工业、能源、国防等领域正发挥着越来越重要的作用。但超高速永磁同步电机驱动控制技术一直为国外发达国家垄断,为了突破该技术瓶颈,本文以江苏省重点研发计划项目为背景,设计了超高速永磁同步电机驱动控制器。首先,根据超高速永磁同步电机驱动器功能需求,提出了一种以多核处理器为核心的总体设计方案,并通过理论计算与对比分析,完成了核心器件的选型。其次,完成
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超高速永磁同步电机具有功率密度大、惯性小、效率高等特点,在工业、能源、国防等领域正发挥着越来越重要的作用。但超高速永磁同步电机驱动控制技术一直为国外发达国家垄断,为了突破该技术瓶颈,本文以江苏省重点研发计划项目为背景,设计了超高速永磁同步电机驱动控制器。首先,根据超高速永磁同步电机驱动器功能需求,提出了一种以多核处理器为核心的总体设计方案,并通过理论计算与对比分析,完成了核心器件的选型。其次,完成了超高速永磁同步电机驱动器硬件电路设计,主要包括:控制电路、驱动电路、检测电路和保护电路等,并基于Multisim仿真软件验证了所设计电路的正确性,并在此基础上完成了PCB设计。然后,针对永磁同步电机在超高速运行状态下,数学模型复杂不便于设计控制器的问题,采用特征建模的思想,建立了超高速永磁同步电机矢量控制系统特征模型,并通过仿真实验验证了模型的可靠性。为了提高电机转速控制精度和抗干扰能力,设计了基于特征模型与双幂次趋近律的自适应离散滑模转速控制器,并在Simulink平台下搭建了仿真模型,并通过仿真实验验证了该控制器的有效性。最后,完成了基于多核处理器的超高速永磁同步电机驱动器嵌入式软件设计,主要包括:电流环和转速环控制程序、故障检测程序、转速测量程序等。在此基础上,搭建了超高速永磁同步电机驱动控制系统实验平台,完成了各个功能模块的调试并进行了相关实验,验证了所设计驱动器的有效性。
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