双三相永磁同步电机谐波抑制与容错控制策略研究

发布时间：2019-11-19 20:27

【摘要】：随着现代控制理论与微电子技术的高速发展,交流电机系统的供电相数不再受到限制,充分发挥了多相电机变频调速系统的优势。相较于传统的三相电机调速系统,多相电机变频调速系统的优势在于能够利用低压器件提高电机功率,不仅能够有效减小电机输出转矩脉动,而且拥有较好的容错性。双Y移30度永磁同步电机(以下简称为双三相永磁同步电机)结合了多相电机的可靠性与永磁电机结构简单、功率因数高、体积小等优点,具有广阔的发展前景。本文对双三相永磁同步电机数学建模、谐波电流抑制、容错控制进行了深入研究。论文首先基于空间矢量解耦坐标变换理论将自然坐标系下的双三相永磁同步电机变量投影到3个彼此正交的子平面,并在同步旋转坐标系下构建了电机数学模型,基于以上模型提出iSd=0的磁场定向矢量控制策略。针对传统矢量控制方法中双三相永磁同步电机定子电流中含有较多谐波电流问题,提出一种基于比例谐振控制器的改进型矢量控制方法。仿真结果表明,改进型矢量控制方法能有效抑制定子谐波电流,减小系统损耗,提高电机系统效率。其次,分别从基于总磁势不变原理与利用二次旋转变换实现缺相电机的矢量解耦控制两个不同方面出发,研究了双三相永磁同步电机缺相后两种不同的容错运行算法。研究了不同中线连接方式对三相永磁同步电机容错控制算法的影响,并在其中一连接方式下建立了双三相永磁同步电机缺相后的统一数学模型,提出2次旋转变换,实现d-q子平面电压方程的解耦,并基于此模型提出矢量解耦控制策略,得到和直流电动机相似的控制性能。仿真结果表明,通过引入二次旋转变换能够实现不对称双三相永磁同步电机的解耦控制,有效减小电机电磁转矩脉动,提高电机缺相故障下的控制性能与可靠性。最后,搭建了双三相永磁同步电机实验平台,并对以上研究内容进行了实验验证。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM341

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本文编号：2563229