无刷双馈电机谐波转矩抑制方法研究

发布时间：2020-06-16 13:16

【摘要】：无刷双馈电机(Brushless doubly-fed machine,BDFM)。根据控制端供电方式的改变,其可以运行在相应的模式下。相比于有刷双馈电机的优点有:结构上更加简单、无电刷使得可靠性变强、控制端可以调节功率因数等。在相应的控制端供电方式下,对应的运行模式包括了:异步运行模式、同步运行模式、亚同步模式和超同步模式。其中亚同步和超同步统称为双馈运行模式。控制端能够控制电机的运行模式,同时其功率只占电机总功率的一部分,既能够吸取电网的能量,同时也可以将能量返回给电网,这样可以有效的降低调速系统的容量。使得无刷双馈电机在调速系统中具有很大的应用前景。在其他领域同样有着优良的潜力,包括风力、水利发电和变速恒频发电等领域。本文的研究对象为磁阻转子无刷双馈电机,要解决其在运行时存在的转矩脉动。在阅读国内外参考文献的基础上,介绍了无刷双馈电机的发展史以及最新的研究现状。通过对BDFM的工作原理、磁场调制作用、以及电磁功率和转矩的分析,建立了磁阻型无刷双馈电机的数学模型。找到了转矩的在旋转坐标系下的表达式,通过分析电磁转矩的数学模型,得到影响转矩脉动的主要因数是因为:起主要电磁转矩来源的功率三相绕组电流,含有大量的谐波电流成分所致。电流的畸变影响了电磁转矩的稳定供给,导致电机在运行时存在电磁转矩的脉动。在得到电磁转矩脉动的原因后,提出采用瞬时功率谐波转矩电流检测的方法,和实时功率谐波转矩电流跟踪补偿的控制策略,来起到抑制BDFM存在的电磁转矩脉动。瞬时功率谐波转矩电流检测,与实时功率谐波转矩电流跟踪补偿的关键是:检测与补偿的快速性和准确性。本文采用滞环和SVPWM搭配的控制策略,来确保谐波转矩电流检测与补偿的准确性和实时性。搭建磁阻型BDFM电机的模型,及其转矩脉动抑制控制策略的仿真模型。通过对建立的系统模型进行仿真,仿真结果表明该方法的正确性与有效性。本文以抑制电机在运行时存在转矩脉动为核心。建立BDFM在旋转坐标系下的数学模型,得到在此模型下的电磁转矩方程。通过采集三相功率电流,设计功率谐波转矩电流检测电路,功率谐波转矩电流跟踪电路,功率谐波转矩电流补偿电路,抑制了BDFM运行时存在的转矩脉动。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM30
【图文】：

功率绕组电流变换Fig.4.3Powerwindingcurrenttransform

图 4.4 旋转坐标下的全电流变换Fig. 4.4 Full current transformation in rotating coordinates这样根据数学方程就能够得到功率和控制侧在旋转坐标下的电流分量和其总的仿真模型。其中模块1U 、2U 、3U 、4U 分别为对应电流模块的封装形式，由此得出了在旋转坐标系下的电机的全部电流分量，将第 2 章得出的无刷双馈电机的电磁转矩和转速的数学模型，再结合式（2.33）、（2.86）、（2.87）就可以搭建其仿真模型，如图 4.5所示：

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本文编号：2716095