双绕组永磁同步电机绕组切换控制策略研究
发布时间：2021-05-09 23:43
双绕组永磁同步电机由于兼具低速大扭矩和宽速域运行等优点,取代传统特种车辆中电机加变速箱的机械换挡方案,可有效减少空间尺寸、提高换挡的响应速度。但当电机进行绕组切换时,绕组切换过程及电机参数变化势必会对系统的性能产生不良影响,可能会出现转速、转矩波动和电流尖峰等现象。因此,本文重点针对双绕组永磁同步电机的控制策略及绕组切换策略进行深入研究,以实现电机绕组的自动逻辑切换,保证车辆的平稳运行。主要内容有以下几个方面:首先,根据双绕组PMSM的结构特点,建立其数学模型,分析其运行特性,制定电机在非切换状态下的矢量控制策略。针对电机串、并联工作状态以及切换过程中绕组参数的变化问题,设计基于多参数集优化控制的调节器,并通过仿真验证所采用控制策略的合理性和可行性。其次,针对采用单逆变器的双绕组永磁同步电机绕组切换电路,从工作原理、绕组铜耗等方面对8开关和9开关两种拓扑结构进行对比分析,给出两种拓扑结构运行时的定子绕组等效电路,利用节点电压法求解绕组环流,结合环流计算及性能比较结果给出绕组切换电路拓扑结构的选择原则。对比分析采用机械开关和电气开关的优缺点,给出切换电路选用开关的评估标准,并给出开关触发...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 绕组切换技术的应用现状
1.2.2 绕组切换电路拓扑及切换策略的研究现状
1.2.3 国内外研究现状分析
1.3 主要研究内容
第2章 双绕组永磁同步电机控制策略研究
2.1 引言
2.2 双绕组永磁同步电机的结构及数学模型
2.2.1 双绕组永磁同步电机的结构模型
2.2.2 双绕组永磁同步电机的数学模型
2.2.3 双绕组永磁同步电机的输出特性
2.3 双绕组永磁同步电机全速域的矢量控制
2.3.1 MTPA与弱磁结合的全速域控制
2.3.2 多参数集优化控制
2.3.3 控制系统的基本组成
2.4 控制策略的仿真结果及分析
2.4.1 绕组串联运行
2.4.2 绕组并联运行
2.4.3 绕组切换过程
2.5 本章小结
第3章 双绕组永磁同步电机绕组切换电路研究
3.1 引言
3.2 绕组切换电路的拓扑结构及工作原理
3.3 两种拓扑结构的性能分析
3.3.1 两种拓扑结构绕组的定子等效电路
3.3.2 两种拓扑结构下的绕组环流
3.3.3 功率损耗计算及拓扑结构选取原则
3.4 绕组切换电路的硬件设计
3.4.1 功率开关的选用标准
3.4.2 切换开关的触发电路设计
3.5 本章小结
第4章 双绕组永磁同步电机绕组切换策略研究
4.1 引言
4.2 绕组切换方式及性能分析
4.2.1 三相同步断流切换
4.2.2 逐相过零切换
4.2.3 同步逐级切换
4.3 双绕组永磁同步电机的优化切换控制
4.3.1 双绕组永磁同步电机的最优切换判据
4.3.2 最优切换控制的原理及实现
4.4 本章小结
第5章 双绕组永磁同步电机的实验研究
5.1 引言
5.2 实验平台的构建
5.3 非切换状态下的实验研究
5.4 绕组切换过程的实验研究
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]异步电机绕组切换暂态过程分析与实验平台设计[J]. 吴敏,蔡卓剑,陈铎文,杨欢,赵荣祥. 机电工程. 2017(07)
[2]数控机床永磁伺服电机绕组串并联换接性能实验研究[J]. 包西平. 机电工程技术. 2014(10)
[3]双绕组切换型轮毂电机的结构设计及控制[J]. 孙振杰,许东来,万梦,郑然. 电机与控制应用. 2014(04)
[4]永磁同步电动机绕组串并联换接运行性能研究[J]. 吉智,包西平. 微特电机. 2014(02)
[5]基于电动汽车驱动的双定子永磁无刷直流电机绕组换接运行分析[J]. 王雅玲,徐衍亮. 电工技术学报. 2014(01)
[6]三相绕组切换电路分析与设计[J]. 罗宏浩,王福兴,姜红军. 装甲兵工程学院学报. 2012(06)
[7]双绕组切换型洗衣机用无刷直流电动机控制系统[J]. 马瑞卿,刘卫国,李钟明. 微电机(伺服技术). 2006(02)
[8]基于定子绕组并联支路环流特性的发电机故障识别方法[J]. 李和明,万书亭,李永刚. 电力系统自动化. 2005(06)
[9]电动汽车用永磁同步电动机的绕组换接运行分析[J]. 徐衍亮,许家群,唐任远. 电工技术学报. 2002(05)
博士论文
[1]电动汽车用双定子永磁无刷电机研究[D]. 王雅玲.山东大学 2014
[2]高性能永磁同步伺服系统关键技术研究[D]. 吉智.中国矿业大学 2013
[3]电动汽车用永磁同步电动机及其驱动系统研究[D]. 徐衍亮.沈阳工业大学 2001
硕士论文
[1]交流电机的绕组变匝数控制理论研究[D]. 廖怡斐.浙江大学 2015
[2]无中性点互联的永磁同步电动机定子绕组并接法[D]. 于德营.天津大学 2012
本文编号：3178249
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 绕组切换技术的应用现状
1.2.2 绕组切换电路拓扑及切换策略的研究现状
1.2.3 国内外研究现状分析
1.3 主要研究内容
第2章 双绕组永磁同步电机控制策略研究
2.1 引言
2.2 双绕组永磁同步电机的结构及数学模型
2.2.1 双绕组永磁同步电机的结构模型
2.2.2 双绕组永磁同步电机的数学模型
2.2.3 双绕组永磁同步电机的输出特性
2.3 双绕组永磁同步电机全速域的矢量控制
2.3.1 MTPA与弱磁结合的全速域控制
2.3.2 多参数集优化控制
2.3.3 控制系统的基本组成
2.4 控制策略的仿真结果及分析
2.4.1 绕组串联运行
2.4.2 绕组并联运行
2.4.3 绕组切换过程
2.5 本章小结
第3章 双绕组永磁同步电机绕组切换电路研究
3.1 引言
3.2 绕组切换电路的拓扑结构及工作原理
3.3 两种拓扑结构的性能分析
3.3.1 两种拓扑结构绕组的定子等效电路
3.3.2 两种拓扑结构下的绕组环流
3.3.3 功率损耗计算及拓扑结构选取原则
3.4 绕组切换电路的硬件设计
3.4.1 功率开关的选用标准
3.4.2 切换开关的触发电路设计
3.5 本章小结
第4章 双绕组永磁同步电机绕组切换策略研究
4.1 引言
4.2 绕组切换方式及性能分析
4.2.1 三相同步断流切换
4.2.2 逐相过零切换
4.2.3 同步逐级切换
4.3 双绕组永磁同步电机的优化切换控制
4.3.1 双绕组永磁同步电机的最优切换判据
4.3.2 最优切换控制的原理及实现
4.4 本章小结
第5章 双绕组永磁同步电机的实验研究
5.1 引言
5.2 实验平台的构建
5.3 非切换状态下的实验研究
5.4 绕组切换过程的实验研究
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]异步电机绕组切换暂态过程分析与实验平台设计[J]. 吴敏,蔡卓剑,陈铎文,杨欢,赵荣祥. 机电工程. 2017(07)
[2]数控机床永磁伺服电机绕组串并联换接性能实验研究[J]. 包西平. 机电工程技术. 2014(10)
[3]双绕组切换型轮毂电机的结构设计及控制[J]. 孙振杰,许东来,万梦,郑然. 电机与控制应用. 2014(04)
[4]永磁同步电动机绕组串并联换接运行性能研究[J]. 吉智,包西平. 微特电机. 2014(02)
[5]基于电动汽车驱动的双定子永磁无刷直流电机绕组换接运行分析[J]. 王雅玲,徐衍亮. 电工技术学报. 2014(01)
[6]三相绕组切换电路分析与设计[J]. 罗宏浩,王福兴,姜红军. 装甲兵工程学院学报. 2012(06)
[7]双绕组切换型洗衣机用无刷直流电动机控制系统[J]. 马瑞卿,刘卫国,李钟明. 微电机(伺服技术). 2006(02)
[8]基于定子绕组并联支路环流特性的发电机故障识别方法[J]. 李和明,万书亭,李永刚. 电力系统自动化. 2005(06)
[9]电动汽车用永磁同步电动机的绕组换接运行分析[J]. 徐衍亮,许家群,唐任远. 电工技术学报. 2002(05)
博士论文
[1]电动汽车用双定子永磁无刷电机研究[D]. 王雅玲.山东大学 2014
[2]高性能永磁同步伺服系统关键技术研究[D]. 吉智.中国矿业大学 2013
[3]电动汽车用永磁同步电动机及其驱动系统研究[D]. 徐衍亮.沈阳工业大学 2001
硕士论文
[1]交流电机的绕组变匝数控制理论研究[D]. 廖怡斐.浙江大学 2015
[2]无中性点互联的永磁同步电动机定子绕组并接法[D]. 于德营.天津大学 2012
本文编号：3178249
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