基于三电平拓扑的永磁同步电机无差拍控制研究

发布时间：2023-02-12 08:11

　　基于三电平的逆变器在大功率、高电压和大容量的工业场所受到普遍关注,其主要原因是:基于三电平的逆变器相较于两电平而言,在输出性能、通断损耗、电磁扰动等方面更加优越。永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)存在高动态性能、高效率和重量轻等特点,故本文以中点箝位型三电平拓扑的永磁同步电机系统为研究对象,对其SVPWM调制方式以及电流控制策略进行了研究。首先,简明阐述了三电平拓扑的研究现状,并且就中点箝位型三电平的工作原理进行了详细说明。从理论上介绍了SVPWM调制方式,通过在Matlab/Simulink上对SVPWM调制方式进行仿真验证,最后论证了调制方式的可行性。其次,分析了永磁同步电机电流内环的控制策略。本论文是对传统PI控制以及无差拍控制两种策略进行研究,根据经典控制理论进行参数设计以及原理分析。重点进行无差拍电流控制算法的研究,无差拍控制算法是一种在通断频率不大的情况下,输出波形仍然保持不失真状态的算法;但传统无差拍控制策略是需要相对精准的建模,对系统参数有较大的依赖性,并且鲁棒性不是很高。所以本文将基于李雅普诺夫稳定性定理提出...

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 课题研究背景及意义
    1.3 课题研究发展现状与趋势
        1.3.1 多电平逆变器发展现状与趋势
        1.3.2 电流环控制方式的发展现状与趋势
        1.3.3 预测控制发展现状与趋势
    1.4 论文章节安排
第2章 三电平逆变器调制策略研究
    2.1 引言
    2.2 三电平逆变器的工作原理
    2.3 三电平SVPWM控制策略
        2.3.1 三电平逆变器空间矢量
        2.3.2 三电平逆变器SVPWM算法
    2.4 三电平逆变器SVPWM算法仿真
    2.5 本章小结
第3章 基于三电平拓扑的PMSM控制策略研究
    3.1 引言
    3.2 永磁同步电机结构以及数学模型
        3.2.1 永磁同步电机的发展及其结构
        3.2.2 永磁同步电机的数学模型
    3.3 PI控制策略研究
        3.3.1 电流环设计
        3.3.2 速度环设计
    3.4 无差拍控制策略研究
        3.4.1 无差拍控制原理
        3.4.2 传统无差拍控制算法
        3.4.3 改进无差拍控制算法
    3.5 本章小结
第4章 基于三电平拓扑的PMSM控制策略仿真分析
    4.1 引言
    4.2 转子磁场定向失量控制
    4.3 PMSM控制算法仿真结果及分析
    4.4 本章小结
第5章 基于三电平拓扑的PMSM控制系统设计与实验验证
    5.1 引言
    5.2 控制系统的硬件设计及搭建
        5.2.1 IGBT模块以及驱动电路
        5.2.2 主控板电路
        5.2.3 控制器实物图
    5.3 控制系统的软件设计
    5.4 控制系统的上位机系统设计
    5.5 实验结果及分析
        5.5.1 SVPWM调制策略实验验证
        5.5.2 无差拍控制实验
    5.6 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在校期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3740720