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内嵌式永磁同步电机为永磁同步电机的一种,能够利用由转子磁路不对称产生的磁阻转矩,具有较高的功率密度与动态性能,被广泛应用为调速永磁同步电机。本文从高性能变频器开发的角度,系统地研究了内嵌式永磁同步电机调速系统。 首先,本文介绍了课题的研究背景与意义,详细讲解了永磁同步电机结构设计与控制策略的发展历程与研究现状,以及通用变频器系统若干关键技术及其研究现状。建立了永磁同步电机在三种坐标系下的数学模型与矢量控制系统Matlab仿真模型。 然后,为满足通用变频器的应用需求,本文设计了对电机本体参数和系统转动惯量的全套参数自学习功能。自学习内容包括定子电阻双直流测试,反电势系数的计算,交直轴电感的高频堵转法辨识以及转动惯量的周期信号法辨识。论文详细阐述了每项参数辨识内容的原理、实现方法与步骤,并且对方案进行了系统性地测试。充足的测试数据证实了各参数辨识方案的可行性与精确性。 最后,论文实现了内嵌式永磁同步电机的最大转矩电流比控制工作模式,并且设计了性能良好的矢量控制系统双闭环PI参数自整定算法。在相同PI参数条件下,通过与id=0矢量控制工作模式对比测试,展示出了内嵌式永磁同步电机使用最大转矩电流比控制模式的显著性能优势,同时也证明了本文设计的PI参数整定策略的实用性。