Z源逆变器驱动的PMSM控制系统研究

发布时间：2023-05-14 02:14

　　永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)以其优越的性能被广泛的应用到工业和生活领域。其原有的驱动电路使用的整流-逆变两级电路输出电压总是低于输入电压,要想实现升压功能还需增加直流升压电路,这导致了其驱动电路结构复杂增加了使用成本。而Z源逆变器作为一种新型的逆变器,仅用一级电路结构就可实现传统变换器需要两级电路才能实现的升压和逆变功能,这一电路结构特别适用于输入电源电压较低和电压波动较大侧场合。本文以Z源逆变器驱动的PMSM为研究对象,分析其电路结构和工作原理,设计控制算法,并通过仿真实验,验证了基于Z源逆变器的PMSM控制系统的有行性。第一,通过总结Z源逆变器和PMSM驱动系统的国内和国外研究情况,明确了本课题的研究目的和意义。研究了Z源逆变器直通矢量的实现方法,并对SVPWM调制策略在Z源逆变器中的应用进行研究,得到了Z源逆变器的脉宽调制策略。第二,介绍了传统Z源逆变器的电路结构及运行原理,并对基于传统Z源逆变器的PMSM驱动系统进行数学建模,在dq坐标下建立了系统的欧拉拉格朗日数学模型,根据基于能量的无源性控制方法设计了电机转速...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 Z源逆变器驱动的PMSM系统及其控制策略的国内外研究现状
        1.2.1 Z源逆变器的国内外研究现状
        1.2.2 PMSM驱动系统国内外研究现状
    1.3 本课程主要内容
第二章 Z源逆变器脉宽调制策略
    2.1 Z源逆变器直通状态实现方法
    2.2 Z源逆变器SVPWM调制
        2.2.1 Z源逆变器SVPWM调制原理
        2.2.2 Z源逆变器SVPWM实现策略
    2.3 本章小结
第三章 基于Z源逆变器的永磁同步电机控制系统研究
    3.1 基于Z源逆变器的PMSM驱动系统电路结构及工作原理
        3.1.1 基于Z源逆变器的PMSM驱动系统电路结构
        3.1.2 Z源逆变器的工作原理分析
    3.2 基于Z源逆变器的PMSM驱动系统的数学模型
        3.2.1 PMSM数学模型
        3.2.2 Z源逆变器数学模型
        3.2.3 基于Z源逆变器的PMSM驱动系统的数学模型
    3.3 基于能量的无源性控制器
        3.3.1 无源性分析
        3.3.2 无源性控制器的设计
        3.3.3 稳定性分析
    3.4 仿真实验与结果分析
        3.4.1 负载转矩已知
        3.4.2 负载转矩未知
    3.5 本章小结
第四章 基于分离型Z源逆变器的永磁同步电机驱动系统控制研究
    4.1 一种基于改进型Z源逆变器的PMSM驱动系统
        4.1.1 基于直通分离型Z源逆变器的PMSM驱动电路结构
        4.1.2 分离型Z源逆变器的工作原理
    4.2 基于直通分离型Z源逆变器的PMSM驱动系统数学模型
    4.3 直流链电压控制方法研究
        4.3.1 变参数PI控制器原理
        4.3.2 变参数PI控制器设计
    4.4 PMSM速度控制器设计
        4.4.1 变阻尼注入控制器
        4.4.2 PMSM无源性控制器
    4.5 仿真结果分析
        4.5.1 负载转矩已知
        4.5.2 负载转矩未知
        4.5.3 与传统PI控制结果对比
    4.6 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢



本文编号：3816979