双绕组永磁容错电机矢量控制系统实现研究

发布时间：2017-03-20 15:12

  本文关键词：双绕组永磁容错电机矢量控制系统实现研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：传统的永磁容错电机因为其电机自身的可靠性高,结构简单,功率因素高,具有容错能力,启动力矩大等特点,广泛应用于机车牵引,挤压机组,航空航天,船舶运输,核电站水循环等领域。应用领域的广泛性与电机性能优越性,促使着许多学者对永磁容错电机本身及其控制系统进行深入研究。在这些的应用领域中,为保证电机作动系统能够提供足够的动力,将几台电机同时作为驱动器,为系统提供动力,虽然这样使驱动系统的转矩脉动变小,可靠性高,但是这样驱动几台电机不仅大大降低控制系统的空间利用率,而且由于增加电机数量使得系统的费用大大增加。本文选择双绕组三相永磁容错电机作为研究对象,详细分析了其工作原理,提出新型高性能,高可靠性的电机驱动控制系统方案。该方案可以提高电机系统的空间利用率,减少电机使用数量。本文在分析单台永磁容错电机与双余度电机控制系统的优缺点之后,又结合分析先进电机控制方案如直接转矩控制,矢量控制等,提出一种新型电机容错控制方案,主要实现电机开路容错与短路容错。重点运用电流滞环矢量控制方案对电机每一相绕组控制,在每相绕组给定输出端增加故障调节单元,将电流重新分配,以保证双绕组永磁容错电机在开路与短路故障时,仍可以像无故障时正常、平稳运行。最后,将数字信号处理器TMS320F28335作为主控制器,并相应设计出电机的驱动电路、隔离电路、检测电路等,对本文所讲述的方案进行实际的硬件验证,证明所述理论的正确性。
【关键词】：双绕组 永磁容错电机 矢量控制 故障
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM351
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题背景与研究意义9-10
• 1.1.1 容错技术10
• 1.1.2 多相技术10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 永磁容错电机系统10-11
• 1.2.2 双绕组电机系统11-12
• 1.3 论文主要研究内容12-14
• 第2章 双绕组永磁容错电机的结构与数学模型14-22
• 2.1 双绕组永磁容错电机结构14
• 2.2 双绕组永磁容错电机特点14-17
• 2.3 双绕组永磁容错电机的数学模型17-21
• 2.3.1 静止坐标系下数学模型18-20
• 2.3.2 静止坐标系下坐标变换20-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 双绕组永磁容错电机矢量控制系统策略研究22-29
• 3.1 双绕组永磁容错电机矢量控制系统结构22-23
• 3.2 电机开路故障容错控制策略23-26
• 3.3 电机短路故障容错控制策略26-27
• 3.4 电机混合故障容错控制策略27-28
• 3.5 本章小结28-29
• 第4章 双绕组永磁容错电机矢量控制系统仿真研究29-37
• 4.1 双绕组永磁容错电机仿真模型的搭建29
• 4.2 矢量控制系统仿真模型搭建29-33
• 4.2.1 旋转坐标系转换30-31
• 4.2.2 两相到三相坐标变换与给定电流分配31-32
• 4.2.3 PWM产生模块32-33
• 4.3 仿真结果及分析33-36
• 4.3.1 开路故障时容错控制仿真结果33-34
• 4.3.2 短路故障时容错控制仿真结果34-36
• 4.4 本章小结36-37
• 第5章 双绕组永磁容错电机矢量控制系统硬件电路设计37-48
• 5.1 控制系统的硬件电路结构37
• 5.2 逆变电路设计37-38
• 5.3 控制电路设计38-46
• 5.3.1 隔离与驱动电路设计38-41
• 5.3.2 电流检测电路设计41-44
• 5.3.3 电压检测电路模块44-45
• 5.3.4 转速电平转化电路设计45-46
• 5.4 本章小结46-48
• 第6章 矢量控制系统软件设计与实验验证48-59
• 6.1 软件程序设计48
• 6.2 关键子程序设计48-51
• 6.2.1 A/D采样中断程序设计48-49
• 6.2.2 PWM信号产生程序设计49-50
• 6.2.3 转速检测设计50-51
• 6.3 实验结果及分析51-58
• 6.3.1 无故障运行52-53
• 6.3.2 开路故障容错控制策略验证53-56
• 6.3.3 短路故障容错控制策略验证56-58
• 6.4 本章小结58-59
• 结论59-60
• 参考文献60-64
• 攻读学位期间公开发表论文64-65
• 致谢65

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本文编号：258001