双三相永磁同步电机建模与不平衡控制
发布时间：2022-01-03 07:12
双三相永磁同步电机具有功率密度高、可靠性等优点,近年来广泛地应用在现代交通运输、舰船动力、新能源发电等领域中。双三相永磁同步电机是由两套三相绕组组成,外部可以由两个三相驱动器并联驱动,在大功率电机系统中能够降低每一个驱动器的功率。由于双三相永磁同步电机具有两套绕组,在一套绕组故障情况下,另一套绕组仍能够继续工作,保证系统的持续输出。双三相永磁同步电机具有多种结构。根据两套绕组间相位差,可以有相移30°双三相电机、无相移双三相电机等分类。根据两套Y型三相绕组中性点是否连接,可以分为中性点连接双三相电机、中性点不连接双三相电机。双三相电机内部绕组排布方式不同,也有多种电机结构。由于两套绕组之间存在电磁耦合,因此双三相永磁同步电机有高阶、非线性、强耦合等特点。双三相永磁同步电机的建模对于后续研究至关重要。本文针对中性点隔离无相移Y型双三相永磁同步电机的结构进行研究,对其建模进行分析。在本文研究的双三相永磁同步电机结构中,存在每套绕组内部互感值不相等问题。因此在容错运行模式下（一套三相绕组切除,另一套三相绕组正常运行时）,存在不平衡运行问题。通过建立互感不平衡的电机模型,分析了不平衡运行下二倍...
【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】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同相位差的双三相电机绕组结构
对于不同双三相永磁同步电机的结构,在一套三相绕组故障下,可能存在电机不平衡情况。如图1-2(a)所示,两套绕组相位相差30°,在一套三相绕组故障切除后,余下一套三相绕组在空间结构上是对称的,不存在电机不平衡问题。而图1-2(b)所示的两套绕组间无相移结构中,两套三相绕组集中地分布在电机不同区域。在一套绕组故障切除后,余下的一套三相绕组在空间上非对称,存在三相互感不相等的问题。Yashan Hu等人对相移30°双三相永磁同步电机因单个电机参数不平衡情况下产生的谐波电流抑制方法进行研究[28]。Zou Xunhao等人对因电机线缆电阻造成的电机不平衡进行研究[29]。由于传统的PI控制器无法有效地追踪谐波电流,且滞环控制器存在开关频率过高等风险,因此对电机中存在的谐波电流主要通过比例积分谐振控制器(PIR)来抑制。比例积分谐振控制器除了在上述两篇文献中提及外,还被多数谐波电流抑制文献采用[31-43]。张海洋等人对比例积分谐振和比例积分准谐振两种控制算法进行对比研究[44]。
图2-1为典型的三相逆变器与电机结构。电压源型逆变器功率开关采用180°导通,每一时刻不同桥臂的三个元件导通,构成一个电压空间矢量。按A、B、C相序使用“1”和“0”分别表示上桥臂导通下桥臂关断、下桥臂导通上桥臂关断,则一共有八种开关状态组合,包括两个零矢量(000)、(111),六个有效矢量(100)、(110)、(010)、(011)、(001)、(101)。图2-2显示了在静止两相坐标系下,六个扇区与八个电压矢量的关系。图2-2 SVPWM电压矢量
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于比例积分-准谐振控制器的直驱式永磁同步电机转矩脉动抑制方法[J]. 张海洋,许海平,方程,熊聪. 电工技术学报. 2017(19)
[2]舰船电力推进大功率变频器分析[J]. 李勇. 中国航海. 2011(02)
博士论文
[1]双三相永磁同步电机高性能调速系统及容错运行研究[D]. 王海兵.浙江大学 2017
[2]双三相永磁同步电机驱动及容错控制技术研究[D]. 周长攀.哈尔滨工业大学 2016
[3]双三相永磁同步电机驱动技术研究[D]. 杨金波.哈尔滨工业大学 2011
[4]六相永磁容错电机及其控制系统的设计和研究[D]. 郝振洋.南京航空航天大学 2010
[5]六相永磁同步电动机驱动控制系统的研究[D]. 朱建光.沈阳工业大学 2010
硕士论文
[1]双三相永磁同步电机无位置传感器控制研究[D]. 张烨璐.浙江大学 2019
[2]船用双三相永磁同步电机控制系统研究与设计[D]. 陈超.华侨大学 2017
[3]T型三电平双三相永磁同步电机直接转矩控制及容错控制研究[D]. 王学庆.东南大学 2016
[4]基于谐波电流注入法的永磁同步电机转矩脉动抑制策略[D]. 张荣建.哈尔滨工业大学 2014
[5]双三相电机矢量控制及容错控制策略研究[D]. 张平.浙江大学 2014
[6]双三相永磁同步容错电动机的研究[D]. 王勃.哈尔滨工业大学 2013
[7]双Y移30度永磁同步电机矢量控制策略研究[D]. 任远.浙江大学 2012
[8]永磁风力发电系统新型拓扑及控制策略研究[D]. 李嘉文.浙江大学 2012
本文编号：3565825
【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】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同相位差的双三相电机绕组结构
对于不同双三相永磁同步电机的结构,在一套三相绕组故障下,可能存在电机不平衡情况。如图1-2(a)所示,两套绕组相位相差30°,在一套三相绕组故障切除后,余下一套三相绕组在空间结构上是对称的,不存在电机不平衡问题。而图1-2(b)所示的两套绕组间无相移结构中,两套三相绕组集中地分布在电机不同区域。在一套绕组故障切除后,余下的一套三相绕组在空间上非对称,存在三相互感不相等的问题。Yashan Hu等人对相移30°双三相永磁同步电机因单个电机参数不平衡情况下产生的谐波电流抑制方法进行研究[28]。Zou Xunhao等人对因电机线缆电阻造成的电机不平衡进行研究[29]。由于传统的PI控制器无法有效地追踪谐波电流,且滞环控制器存在开关频率过高等风险,因此对电机中存在的谐波电流主要通过比例积分谐振控制器(PIR)来抑制。比例积分谐振控制器除了在上述两篇文献中提及外,还被多数谐波电流抑制文献采用[31-43]。张海洋等人对比例积分谐振和比例积分准谐振两种控制算法进行对比研究[44]。
图2-1为典型的三相逆变器与电机结构。电压源型逆变器功率开关采用180°导通,每一时刻不同桥臂的三个元件导通,构成一个电压空间矢量。按A、B、C相序使用“1”和“0”分别表示上桥臂导通下桥臂关断、下桥臂导通上桥臂关断,则一共有八种开关状态组合,包括两个零矢量(000)、(111),六个有效矢量(100)、(110)、(010)、(011)、(001)、(101)。图2-2显示了在静止两相坐标系下,六个扇区与八个电压矢量的关系。图2-2 SVPWM电压矢量
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于比例积分-准谐振控制器的直驱式永磁同步电机转矩脉动抑制方法[J]. 张海洋,许海平,方程,熊聪. 电工技术学报. 2017(19)
[2]舰船电力推进大功率变频器分析[J]. 李勇. 中国航海. 2011(02)
博士论文
[1]双三相永磁同步电机高性能调速系统及容错运行研究[D]. 王海兵.浙江大学 2017
[2]双三相永磁同步电机驱动及容错控制技术研究[D]. 周长攀.哈尔滨工业大学 2016
[3]双三相永磁同步电机驱动技术研究[D]. 杨金波.哈尔滨工业大学 2011
[4]六相永磁容错电机及其控制系统的设计和研究[D]. 郝振洋.南京航空航天大学 2010
[5]六相永磁同步电动机驱动控制系统的研究[D]. 朱建光.沈阳工业大学 2010
硕士论文
[1]双三相永磁同步电机无位置传感器控制研究[D]. 张烨璐.浙江大学 2019
[2]船用双三相永磁同步电机控制系统研究与设计[D]. 陈超.华侨大学 2017
[3]T型三电平双三相永磁同步电机直接转矩控制及容错控制研究[D]. 王学庆.东南大学 2016
[4]基于谐波电流注入法的永磁同步电机转矩脉动抑制策略[D]. 张荣建.哈尔滨工业大学 2014
[5]双三相电机矢量控制及容错控制策略研究[D]. 张平.浙江大学 2014
[6]双三相永磁同步容错电动机的研究[D]. 王勃.哈尔滨工业大学 2013
[7]双Y移30度永磁同步电机矢量控制策略研究[D]. 任远.浙江大学 2012
[8]永磁风力发电系统新型拓扑及控制策略研究[D]. 李嘉文.浙江大学 2012
本文编号：3565825
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