基于五相逆变器的电梯用双直线电机控制方法研究

发布时间：2017-05-14 01:05

  本文关键词：基于五相逆变器的电梯用双直线电机控制方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会的发展和城市化进程的不断推进,大量高层和超高层建筑拔地而起。作为高层建筑中不可缺少的垂直运输工具,近年来,电梯产业遇到了前所未有的发展机遇,各种新型电梯驱动技术得到了各国政府和学者的广泛关注。直线电机直接驱动是一种结构新颖的电梯驱动方案,具有提升性能稳定、速度快、理论上无提升高度限制等优点,是实现无绳电梯和一井多梯最直接的方式之一。为确保直线电机直接驱动无绳电梯的可靠性,通常采用多台直线电机共同驱动轿厢的方案。因此,研究多直线电机容错协调控制技术,是实现多直线电机直接驱动电梯系统稳定、可靠运行的重要保障。考虑到电机系统中,驱动控制器故障率相对较高等因素,本文国家自然科学基金项目(51307072)的资助下,针对基于初级永磁型游标直线(LPPMV)电机驱动电梯系统中的五相逆变器驱动双直线电机控制策略展开研究,以保证当双电机驱动系统中,一相桥臂发生故障时,基于五相逆变器的控制,仍能使双直线电机正常工作,且具有相同的输出特性,即相同速度和推力,具体研究内容如下:1、提出了采用LPPMV电机直接驱动电梯的方案,详细介绍了LPPMV电机结构,并在考虑直线电机端部效应的基础上,推导了其三相静止/两相旋转坐标系下的数学模型;2、给出了五相逆变器控制双电机驱动系统拓扑结构,在永磁直线电机电流控制策略的基础上,提出采用基于SVPWM方法的五相逆变器C相占空比最值法控制方案,详细描述了该方案的基本工作原理,推导了五相逆变器占空比的计算公式;3、基于上述五相逆变器双LPPMV电机驱动控制策略,利用Matlab/Simulink仿真软件搭建了系统的仿真模型,包括LPPMV电机模型和控制器模型,在此基础上对电梯系统进行仿真分析,验证了所提出方案的可行性和准确性;4、基于TMS320F28335搭建五相逆变器双直线电机的驱动系统控制平台,给出了关键硬件系统原理图和系统流程图。
【关键词】：无绳电梯 五相逆变器 双直线电机 SVPWM控制方法 仿真模型 C相占空比最值法
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU857;TM464;TM359.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-24
• 1.1 课题的背景与意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-18
• 1.2.1 国外电机的发展历史12-13
• 1.2.2 国内外直线电机的研究现状13-15
• 1.2.3 直线电机电梯的研究现状15-18
• 1.3 多电机传动系统18-20
• 1.4 五相逆变器双电机系统20-22
• 1.5 本文研究的主要内容22-24
• 第二章 直线电机的数学模型及基本原理24-34
• 2.1 引言24
• 2.2 直线电机的基本结构24-26
• 2.3 直线电机三相初级坐标系下的数学模型26-30
• 2.3.1 磁链方程26-28
• 2.3.2 电压方程28
• 2.3.3 推力方程28-30
• 2.4 直线电机两相次级坐标系下的数学模型30-33
• 2.4.1 磁链方程31-32
• 2.4.2 电压方程32-33
• 2.4.3 推力方程33
• 2.5 本章小结33-34
• 第三章 五相逆变器双直线电机的控制策略34-58
• 3.1 引言34
• 3.2 永磁直线电机的控制策略34-43
• 3.2.1 电流极限圆与电压极限圆34-36
• 3.2.2 i_d=0 控制36-38
• 3.2.3 最大转矩电流比控制38-39
• 3.2.4 恒磁链控制39-40
• 3.2.5 单位功率因数控制40-42
• 3.2.6 弱磁控制42-43
• 3.3 空间矢量脉宽调制（SVPWM）43-53
• 3.4 五相逆变器C相占空比最值法53-57
• 3.5 本章小结57-58
• 第四章 五相逆变器双直线电机的仿真与分析58-67
• 4.1 引言58
• 4.2 五相逆变器双直线电机的建模58-64
• 4.2.1 MATLAB/SIMULINK软件介绍58-59
• 4.2.2 五相逆变器双直线电机建模及仿真分析59-63
• 4.2.3 五相逆变器C相占空比最值法的建模63-64
• 4.3 五相逆变器双直线电机仿真分析64-66
• 4.4 本章小结66-67
• 第五章 五相逆变器驱动双直线电机系统硬、软件设计67-85
• 5.1 引言67
• 5.2 五相逆变器驱动双直线电机系统的硬件部分设计67-81
• 5.2.1 TMS320F28335简介67-70
• 5.2.2 功率变换器简介70-71
• 5.2.3 主电路71
• 5.2.4 电流采样及调理电路71-75
• 5.2.5 过流保护电路75-77
• 5.2.6 位置信号处理77-80
• 5.2.7 驱动隔离电路80
• 5.2.8 硬件平台搭建80-81
• 5.3 五相逆变器驱动双直线电机系统的软件设计81-84
• 5.3.1 五相逆变器驱动双直线电机主程序流程图81-82
• 5.3.2 五相逆变器驱动双直线电机电流控制流程图82
• 5.3.3 五相逆变器驱动双直线电机速度控制流程图82-83
• 5.3.4 五相逆变器驱动双直线电机初始位置确定83-84
• 5.4 本章小结84-85
• 第六章 总结与展望85-86
• 6.1 全文总结85
• 6.2 课题展望85-86
• 参考文献86-90
• 致谢90-91
• 攻读硕士研究生期间的参与的科研项目91
• 攻读硕士研究生期间的发表的论文91

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