永磁同步电机矢量控制系统设计与仿真研究

"永磁同步电机的矢量控制系统在80年代以来快速发展，广泛应用在工业领域，特别是在高精度伺服控制系统中。这篇由汤新舟撰写的硕士学位论文是浙江大学与宁波海天公司合作项目的一部分，专注于研发用于注塑机械的永磁同步电机控制系统，旨在改造传统液压传动以实现节能。论文详细探讨了控制系统设计，电机初始位置检测和死区补偿等关键问题，并通过MATLAB/sIMuLINK进行了仿真验证。" 这篇论文详细阐述了以下几个关键知识点： 1. **永磁同步电机的基础**：论文首先介绍了永磁电机的原理，包括无刷直流电机和永磁同步电机的控制系统及其特点。永磁同步电机由于其高效、高性能等特点，逐渐成为主流。 2. **控制系统设计**：论文以TI的TM320F240微控制器为核心，设计了永磁同步电机的矢量控制系统。控制策略包括电流环、转速环和位置环，三者相互关联并需综合调节。矢量控制方法是控制系统的基石，通过MATLAB/sIMuLINK进行仿真验证了该方法的有效性。 3. **硬件设计**：第三章涵盖了实际电路设计，包括TM320F240控制器的集成、智能功率模块IPM的使用和控制面板设计，这些都是实现矢量控制的关键硬件组件。 4. **初始位置检测**：第四章探讨了初始位置检测这一难题，提出了利用永磁同步电机的凸极效应和非线性磁化特性来估算转子初始位置的新方法，这种方法适用于无速度传感器的控制系统，降低了对硬件传感器的依赖。 5. **死区补偿**：第五章深入研究了死区补偿问题，这是影响永磁同步电机低速性能的关键因素。通过对平均电压方法的分析，揭示了死区效应对电压和电流畸变以及系统性能的影响，并对死区补偿的影响进行了量化研究。 这篇论文的贡献在于提供了一套基于TM320F240的永磁同步电机矢量控制系统的完整设计方案，以及在无传感器条件下的初始位置检测和死区补偿策略，对于实际的永磁同步电机控制系统的开发具有重要的参考价值。