非对称六相永磁同步电机串联解耦控制方法研究

发布时间：2017-10-25 12:28

  本文关键词：非对称六相永磁同步电机串联解耦控制方法研究

  更多相关文章： 串联系统 非对称六相电机 两相电机 空间矢量调制的直接转矩控制 多频率调制输出

【摘要】：多电机变速驱动系统已经广泛应用于多电飞机、多电船舶等场合。由于多相电机具有冗余的自由度,因此可以实现多相多台电机的串联控制。由一台多相逆变器供电,通过适当的相序转换规则,可以对两台非对称六相电机的串联系统,或一台非对称六相电机与一台两相电机的串联系统,或两台非对称六相电机与一台两相电机组成的三台电机串联系统进行控制。本文主要研究上述三种永磁同步电机(PMSM)串联系统的解耦控制方法。首先,建立非对称六相PMSM和两相PMSM在静止坐标系中的数学模型,通过矢量空间解耦(VSD)得到两相正交旋转坐标系中的解耦模型。采用基于空间矢量调制的直接转矩控制(SVM-DTC)技术研究非对称六相PMSM和两相PMSM的控制策略,并在此基础上提出串联系统的SVM-DTC解耦控制方法。当非对称六相PMSM采用SVM-DTC技术时,空间矢量调制器的输出电压不能达到输入参考值。因此,提出一种改进的算法以获得最大输出电压。其次,研究基于SVM-DTC调制的双电机串联系统的多频率输出电压生成方法,针对传统方法需要切换空间矢量调制器的问题,提出一种基于可变子周期的调制策略,使每台电机都有可能利用全部的直流母线电压,提高了直流母线电压的利用率,进一步改进SVPWM的调制方法,减少开关器件动作频率,以获得开关损耗小,谐波含量小的输出电压。仿真结果验证了三种方法在串联系统中的可行性。最后,综合多相电机容错性能好的优点,分析非对称六相PMSM四相以下绕组断路情况的通用数学模型,研究电机A相断路故障下的磁势和转矩,对非对称六相PMSM串联系统A相断路故障情况进行仿真实验,获得预期的容错控制效果。
【关键词】：串联系统 非对称六相电机 两相电机 空间矢量调制的直接转矩控制 多频率调制输出
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM341
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-18
• 1.1 课题研究的背景及意义9-10
• 1.2 多相电机多电机调速系统的国内外研究现状10-16
• 1.2.1 多相电机的SVPWM技术11-12
• 1.2.2 多相电机多电机调速系统的SVPWM技术12-14
• 1.2.3 多相电机调速系统的SVM-DTC技术14-15
• 1.2.4 多相电机的容错控制技术15-16
• 1.3 本文的主要研究内容16-18
• 第2章 非对称六相PMSM和两相PMSM数学模型18-28
• 2.1 非对称六相PMSM数学模型18-24
• 2.1.1 六相坐标系中的数学模型18-20
• 2.1.2 解耦数学模型20-23
• 2.1.3 仿真结果分析23-24
• 2.2 两相PMSM的数学模型24-26
• 2.2.1 两相坐标系中的数学模型24-25
• 2.2.2 解耦数学模型25-26
• 2.2.3 仿真结果分析26
• 2.3 本章小结26-28
• 第3章 非对称六相电机串联系统控制方法28-46
• 3.1 非对称六相PMSM的SVM-DTC技术28-36
• 3.1.1 DTC控制方法28-30
• 3.1.2 电压空间矢量分布30-31
• 3.1.3 电压空间矢量作用时间31-33
• 3.1.4 SVPWM方法33-35
• 3.1.5 仿真结果分析35-36
• 3.2 两相PMSM的SVM-DTC技术36-38
• 3.2.1 控制方法36-37
• 3.2.2 仿真结果分析37-38
• 3.3 非对称六相PMSM串联系统的控制方法38-45
• 3.3.1 非对称六相PMSM双电机串联系统的控制方法40-42
• 3.3.2 非对称六相和两相PMSM双电机串联系统的控制方法42-43
• 3.3.3 非对称六相和两相PMSM三电机串联系统的控制方法43-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第4章 串联系统多频率调制输出的电压生成方法46-65
• 4.1 传统多频率调制输出的电压生成方法46-51
• 4.1.1 基本原理46-48
• 4.1.2 仿真结果分析48-51
• 4.2 改进多频率调制输出的电压生成方法一51-56
• 4.2.1 基本原理51-54
• 4.2.2 仿真结果分析54-56
• 4.3 改进多频率调制输出的电压生成方法二56-62
• 4.3.1 基本原理56-58
• 4.3.2 仿真结果分析58-62
• 4.4 三种多频率调制输出的电压生成方法仿真比较62-64
• 4.5 本章小结64-65
• 第5章 非对称六相PMSM串联系统容错控制65-75
• 5.1 断相故障下的数学模型65-69
• 5.1.1 静止坐标系中数学模型65-66
• 5.1.2 静止两相正交坐标系中的数学模型66-69
• 5.2 一相断路下的控制方法69-74
• 5.2.1 磁势和转矩分析69-72
• 5.2.2 改进的解耦数学模型72-73
• 5.2.3 仿真结果分析73-74
• 5.3 本章小结74-75
• 结论75-76
• 参考文献76-81
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果81-83
• 致谢83

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