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研究生: 翁志豪
Chi-Hao Weng
論文名稱: 三相永磁式同步電動機及驅動器的性能量測系統研製
Development of Performance Measurement System for Three-phase Permanent-magnet Synchronous Motors and Drives
指導教授: 黃仲欽
Jonq-Chin Hwang
口試委員: 葉勝年
Sheng-Nian Yeh
劉傳聖
none
連國龍
none
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電機工程系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2015
畢業學年度: 103
語文別: 中文
論文頁數: 61
中文關鍵詞: 座標軸轉換轉速閉迴路SPWMPID性能量測三相永磁式同步電動機
外文關鍵詞: rotor rotation axis convert, closed-loop control strategy of rotational speed, SPWM, PID, performance measurement system, three-phase permanent-magnet synchronous motors
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  • 本文旨在研製三相永磁式同步電動機及驅動器的性能量測系統。在電動機的參數量測含有每相等效電阻、電感、轉子磁通鏈,並以線性霍爾偵測元件,利用類比/數位轉換器及數位信號處理回授轉子角位置及轉速。而在三相永磁式同步電動機驅動器方面,則針對不同的控制策略,例如:轉速開迴路、具有轉子位置回授之轉速閉迴路以及具電流與轉速閉迴路等控制,以交、直軸電流的漣波及效率的指標,估測驅動器的性能。

    本系統以32位元數位信號處理為核心,除了數位介面、電壓、電流與霍爾效應偵測電路外,其餘電動機的功能及驅動器皆由C語言完成。本文以8極的三相永磁式同步電動機為對象,其額定轉速與功率分別為2000 rpm及100W,在三相變流器直流電壓24V與發電機模式下,量得每相等效電阻及電感分別0.285Ω與0.319mH,轉子磁通鏈為0.0235 V•s/rad,而在具有電流及轉速閉迴路控制的效率量測結果為89.81%,高於採用其它控制方式下之效率。本文系統之可行性已經獲得實測的驗證。


    This thesis aims to develop the performance measurement system for three-phase permanent-magnet synchronous motors (PMSMs) and drives. The parameter measurements of motor contain per-phase equivalent resistance and equivalent inductance as well as rotor flux linkage. In addition, linear hall-effect sensor, A/D converter and digital signal processing are used with A/D converter for detecting the position and speed of rotor. As to the measurement of driver’s performance indices of current ripple, quadrature- and direct- axis currents as well as its efficiency, various control strategies such as open-loop speed control, closed-loop speed control with rotor position feedback and closed-loop control of current and speed will be conducted.

    A 32-bit digital signal controller is used as the core of the system. In addition to the circuit of digital interface, the circuit for detecting voltage, current and hall-effect signal, all the other functions of motor and control of driver are programmed with C language. The 8-pole PMSM has rated speed and power of 2000 rpm and 100 W, respectively, with the inverter input voltage of 24V. Under generating mode, the measured per-phase equivalent resistance and inductance are 0.285Ω and 0.319mH, respectively, with the corresponding rotor flux of 0.0235 . Whereas, the measured efficiency for closed-loop control of current and speed is 89.81%, which is the best among all the control strategies applied. The feasibility of the proposed system has been confirmed by practical evaluation.

    中文摘要 I Abstract II 致謝 III 目錄 IV 圖表目錄 VI 符號索引 VIII 第一章 緒論 1 1-1 研究動機與目的 1 1-2 文獻探討 2 1-3 本文系統架構及特色 3 1-4 本文大綱 5 第二章 三相永磁式同步電動機模式 6 2-1 前言 6 2-2 三相永磁式同步電動機在三相 座標系統下的模式 6 2-3 三相永磁式同步電動機在旋轉座標系統之數學模式 8 2-4 三相永磁式同步電機的功率及效率 9 2-5 結語 11 第三章 三相永磁式同步電機的參數量測系統 12 3-1 前言 12 3-2 三相永磁式同步電機的參數量測系統規劃 12 3-3 轉子磁場角位置回授裝置 13 3-4 等效轉子磁通鏈 的量測 16 3-5 三相永磁式同步電機之每相等效電阻 及電感 量測 20 3-6 三相永磁式同步電機的參數量測結果 23 3-7 結語 23 第四章 三相永磁式同步電動機驅動器的性能量測系統 24 4-1 前言 24 4-2 三相永磁式同步電動機驅動器性能量測系統規劃 24 4-3 三相永磁式同步電動機驅動器之控制策略 28 4-4 三相永磁式同步電動機驅動器的性能量測 32 4-5 結語 38 第五章 結論與建議 39 5-1 結論 39 5-2 建議 40 參考文獻 41 附錄A 三相永磁式同步電機 43 附錄B 系統製作的簡介 45

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    無法下載圖示 全文公開日期 2020/08/19 (校內網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (校外網路)
    全文公開日期 本全文未授權公開 (國家圖書館:臺灣博碩士論文系統)
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