开关磁阻电机功率变换器设计优化与转矩波动抑制研究
发布时间：2021-02-07 06:38
开关磁阻电机由于其结构简单、制造成本低、启动转矩大以及故障容错性好等一系列优点受到越来越多国内外学者与专家的关注。随着开关磁阻电机驱动系统应用领域的不断扩展,新能源汽车驱动等应用场合的多样性和复杂性,要求电机驱动系统可以满足不同的设计需求。为了进一步提高开关磁阻电机驱动系统的竞争力,本文围绕功率变换器设计优化和转矩波动抑制展开了深入的理论分析与研究。针对四相开关磁阻电机相电流检测,提出了一种基于单电流传感器的相电流重构方案。通过对不对称半桥型功率变换器拓扑优化改进,在减少电力电子器件数量的同时,利用高频脉冲注入,只需一个电流传感器便实现了对四相绕组相电流的重构,有效降低了系统体积和成本,为提高系统可靠性创造了条件。针对多相开关磁阻电机相电流检测,提出了一种通用的相电流重构方案。通过对电机相绕组合理分组,对于具有m相的奇数相开关磁阻电机和具有n相的偶数相开关磁阻电机,（m+l）/2和n/2个霍尔电流传感器分别用于实现相电流的完整重构,无需改变不对称半桥型功率变换器拓扑,无需注入高频脉冲,有效降低了系统体积和成本而不损失系统性能,而且容易实施,具有普遍适用性。针对三相开关磁阻电机变换器故障...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 开关磁阻电机驱动系统与基本控制策略
1.2.1 驱动系统组成及运行原理
1.2.2 基本控制策略
1.3 开关磁阻电机研究现状
1.3.1 功率变换器设计
1.3.2 噪声抑制方法研究
1.3.3 新型开关磁阻电机
1.3.4 无位置传感器控制
1.4 章节安排和主要内容
第2章 四相开关磁阻电机单电流传感器相电流重构方案
2.1 引言
2.2 传统相电流检测分析
2.3 单电流传感器相电流重构
2.3.1 改进型功率变换器拓扑
2.3.2 相电流重构方法
2.4 三种基本控制策略的实施
2.4.1 角度位置控制
2.4.2 电流斩波控制
2.4.3 电压PWM控制
2.5 仿真分析
2.6 实验验证
2.7 结论
第3章 多相开关磁阻电机通用相电流重构方案
3.1
3.1.1 三相电机相电流重构
3.1.2 五相电机相电流重构
3.2 偶数相电机相电流重构
3.2.1 四相电机相电流重构
3.2.2 六相电机相电流重构
3.3 开关磁阻电机相电流检测方案比较
3.4 仿真分析
3.5 实验验证
3.6 结论
第4章 基于全桥逆变器的三相开关磁阻电机故障容错变换器
4.1 引言
4.2 故障容错拓扑与基本运行模式
4.3 故障诊断与容错控制
4.3.1 开路故障诊断与容错控制
4.3.2 短路故障诊断与容错控制
4.4 仿真分析
4.5 实验验证
4.6 结论
第5章 基于电池管理系统的开关磁阻电机多电平功率变换器
5.1 引言
5.2 电池串并联管理系统
5.2.1 并联电池组模块化级联拓扑
5.2.2 串联电池组模块化级联拓扑
5.3 多电平功率变换器及工作原理
5.3.1 多电平功率变换器拓扑
5.3.2 电池驱动模式
5.3.3 发电机驱动模式
5.3.4 混合驱动模式
5.3.5 电池静止充电模式
5.3.6 电池SOC均衡控制
5.3.7 故障容错控制
5.4 实验验证
5.5 结论
第6章 基于直接瞬时转矩控制的开关磁阻电机转矩波动抑制
6.1 引言
6.2 基于转矩分配函数的直接瞬时转矩控制
6.3 基于转矩分配函数在线补偿的直接瞬时转矩控制
6.4 仿真分析
6.5 实验验证
6.6 结论
第7章 全文总结
7.1 主要结论与创新点
7.2 后续研究工作展望
参考文献
附录
作者博士期间成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]无轴承开关磁阻电机的减振控制策略[J]. 杨艳. 中国电机工程学报. 2014(33)
[2]一种双电源每相单管开关磁阻电机功率变换器[J]. 吴建华,丁伟东. 电机与控制学报. 2013(12)
[3]基于电感线性区模型的开关磁阻电机无位置传感器技术[J]. 蔡骏,邓智泉. 中国电机工程学报. 2012(15)
[4]基于遗传算法的开关磁阻电机自适应模糊控制[J]. 修杰,夏长亮. 电工技术学报. 2007(11)
[5]基于RBF神经网络的开关磁阻电机瞬时转矩控制[J]. 夏长亮,陈自然,李斌. 中国电机工程学报. 2006(19)
[6]基于神经网络的开关磁阻电机无位置传感器控制[J]. 夏长亮,王明超,史婷娜,郭培健. 中国电机工程学报. 2005(13)
[7]反串线圈法间接位置检测技术在开关磁阻发电机系统中的应用研究[J]. 毛良明,经亚枝,樊小明,张焕春. 中国电机工程学报. 2000(10)
[8]开关磁阻电动机电容式位置检测技术[J]. 詹琼华,王双红,肖楚成. 电工技术学报. 1999(03)
硕士论文
[1]电动汽车电池管理系统研究[D]. 王建南.安徽理工大学 2018
本文编号：3021834
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 开关磁阻电机驱动系统与基本控制策略
1.2.1 驱动系统组成及运行原理
1.2.2 基本控制策略
1.3 开关磁阻电机研究现状
1.3.1 功率变换器设计
1.3.2 噪声抑制方法研究
1.3.3 新型开关磁阻电机
1.3.4 无位置传感器控制
1.4 章节安排和主要内容
第2章 四相开关磁阻电机单电流传感器相电流重构方案
2.1 引言
2.2 传统相电流检测分析
2.3 单电流传感器相电流重构
2.3.1 改进型功率变换器拓扑
2.3.2 相电流重构方法
2.4 三种基本控制策略的实施
2.4.1 角度位置控制
2.4.2 电流斩波控制
2.4.3 电压PWM控制
2.5 仿真分析
2.6 实验验证
2.7 结论
第3章 多相开关磁阻电机通用相电流重构方案
3.1
3.1.1 三相电机相电流重构
3.1.2 五相电机相电流重构
3.2 偶数相电机相电流重构
3.2.1 四相电机相电流重构
3.2.2 六相电机相电流重构
3.3 开关磁阻电机相电流检测方案比较
3.4 仿真分析
3.5 实验验证
3.6 结论
第4章 基于全桥逆变器的三相开关磁阻电机故障容错变换器
4.1 引言
4.2 故障容错拓扑与基本运行模式
4.3 故障诊断与容错控制
4.3.1 开路故障诊断与容错控制
4.3.2 短路故障诊断与容错控制
4.4 仿真分析
4.5 实验验证
4.6 结论
第5章 基于电池管理系统的开关磁阻电机多电平功率变换器
5.1 引言
5.2 电池串并联管理系统
5.2.1 并联电池组模块化级联拓扑
5.2.2 串联电池组模块化级联拓扑
5.3 多电平功率变换器及工作原理
5.3.1 多电平功率变换器拓扑
5.3.2 电池驱动模式
5.3.3 发电机驱动模式
5.3.4 混合驱动模式
5.3.5 电池静止充电模式
5.3.6 电池SOC均衡控制
5.3.7 故障容错控制
5.4 实验验证
5.5 结论
第6章 基于直接瞬时转矩控制的开关磁阻电机转矩波动抑制
6.1 引言
6.2 基于转矩分配函数的直接瞬时转矩控制
6.3 基于转矩分配函数在线补偿的直接瞬时转矩控制
6.4 仿真分析
6.5 实验验证
6.6 结论
第7章 全文总结
7.1 主要结论与创新点
7.2 后续研究工作展望
参考文献
附录
作者博士期间成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]无轴承开关磁阻电机的减振控制策略[J]. 杨艳. 中国电机工程学报. 2014(33)
[2]一种双电源每相单管开关磁阻电机功率变换器[J]. 吴建华,丁伟东. 电机与控制学报. 2013(12)
[3]基于电感线性区模型的开关磁阻电机无位置传感器技术[J]. 蔡骏,邓智泉. 中国电机工程学报. 2012(15)
[4]基于遗传算法的开关磁阻电机自适应模糊控制[J]. 修杰,夏长亮. 电工技术学报. 2007(11)
[5]基于RBF神经网络的开关磁阻电机瞬时转矩控制[J]. 夏长亮,陈自然,李斌. 中国电机工程学报. 2006(19)
[6]基于神经网络的开关磁阻电机无位置传感器控制[J]. 夏长亮,王明超,史婷娜,郭培健. 中国电机工程学报. 2005(13)
[7]反串线圈法间接位置检测技术在开关磁阻发电机系统中的应用研究[J]. 毛良明,经亚枝,樊小明,张焕春. 中国电机工程学报. 2000(10)
[8]开关磁阻电动机电容式位置检测技术[J]. 詹琼华,王双红,肖楚成. 电工技术学报. 1999(03)
硕士论文
[1]电动汽车电池管理系统研究[D]. 王建南.安徽理工大学 2018
本文编号：3021834
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3021834.html
