博碩士論文 100521086 詳細資訊




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姓名 陳家銘(Jia-Ming Chen)  查詢紙本館藏   畢業系所 電機工程學系
論文名稱 以單一直流鏈電流感測器結合低轉速轉矩補償之無轉軸位置感測器變頻壓縮機驅動系統開發
(Development of sensorless inverter-fed compressor drive system using a DC-link current sensor with torque compensation at low speed operation)
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摘要(中) 本論文主要研究目的是開發一應用於變頻壓縮機之無轉軸位置感測永磁同步馬達驅動系統。藉由凸極式反電動勢速度估測法作為無轉軸位置感測控制策略,並且結合空間向量脈波寬度調變控制藉以達成弦波驅動之永磁同步馬達驅動系統。利用單一直流鏈電流感測器之電流資訊重建馬達之三相電流技術,可降低電流感測元件之數目以達到節省成本之目的。利用空間向量脈波寬度調變技術,可藉由直流鏈電流在變頻器中功率元件導通的狀態和相電流之關係來重建馬達之三相電流。此外,藉由結合負載轉矩前饋補償的方式,可改善傳統僅使用比例-積分速度控制器在外部負載擾動時之動態性能。最後利用微芯公司所生產之數位訊號處理器實現變頻驅動系統,並在測試平台上初步實測並驗證其功能。
摘要(英) The objective of this thesis is to develop a sensorless permanent magnet synchronous motor (PMSM) drive for inverter-fed compressor drive system. First, a saliency back-EMF based speed estimation method combining with space vector pulse width modulation (SVPWM) is developed for sensorless control in order to achieve sinusoidal driven PMSM drive system. Then, to achieve cost savings, three-phase current signals are reconstructed by using only one DC-link current sensor. Three-phase current signals are reconstructed using the relationship between DC-link current and the inverter power components conduction states. Moreover, a load torque feedforward compensation method is implemented to improve the dynamic performance using traditional proportional-integral speed controller under external load disturbances. Furthermore, a Microchip DSP is adopted to develop the proposed inverter-fed drive system. Finally, some experimental results are given to verify the feasibility of the proposed sensorless control scheme.
關鍵字(中) ★ 永磁同步馬達
★ 以反電動勢為基礎之速度估測法
★ 三相電流重建
★ 負載轉矩補償
關鍵字(英) ★ permanent magnet synchronous motor
★ back EMF based speed estimation method
★ three-phase current reconstruction
★ load torque compensation
論文目次 中文摘要 I
英文摘要 II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 X
第一章 緒論 1
1-1 研究動機與目的 1
1-2 文獻回顧與簡介 4
1-3 論文大綱 7
1-4 本論文之貢獻 8
第二章 空調系統之介紹 9
2-1 前言 9
2-2 冷媒循環系統介紹 9
2-3 能源使用效率之計算及變頻與定頻空調之比較 14
第三章 變頻驅動器系統介紹 18
3-1 無感測變頻驅動器 18
3-2 變頻驅動控制板 19
3-3 數位訊號處理器 22
第四章 內藏式永磁同步馬達數學模型及以凸極式反電動勢為基礎之速度估測法則 26
4-1 前言 26
4-2 內藏式永磁同步馬達數學模型 28
4-2-1 座標變換介紹 28
4-2-2 內藏式永磁同步馬達在abc座標系下之數學模型 32
4-2-3 內藏式永磁同步馬達在αβ座標系下之數學模型 34
4-2-4 內藏式永磁同步馬達在dq座標系下之數學模型 38
4-3 凸極式反電動勢之定義 41
4-4 以凸極式反電動勢為基礎之無轉軸位置感測控制原理 44
4-5 一種基於啟動電流控制結合以凸極式反電動勢為基礎之無轉軸位置感測控制啟動策略 49
第五章 以單一直流鏈電流感測器重建馬達之三相電流技術 54
5-1 前言 54
5-2 空間向量脈波寬度調變控制 56
5-3 以直流鏈電流重建馬達之三相電流基本原理 69
5-4 非觀測區域內的直流鏈電流取樣 74
第六章 結合負載轉矩補償之無轉軸位置感測控制 81
6-1 前言 81
6-2 負載轉矩擾動觀測器 82
6-3 空調用壓縮機負載轉矩補償應用 84
第七章 模擬與實驗結果 86
7-1 前言 86
7-2 以凸極式反電動勢為基礎之無轉軸位置感測控制之啟動策略實驗結果 87
7-3 以凸極式反電動勢估測法結合以單一直流鏈電流感測器重建三相電流之實驗結果 89
7-4 以凸極式反電動勢估測法結合負載轉矩補償之模擬與實驗結果 95
第八章 結論與未來研究方向 102
參考文獻 103
作者簡歷 108
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指導教授 林法正(Faa-Jeng Lin) 審核日期 2013-8-13
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