永磁同步电机缺相故障检测及控制技术研究

发布时间：2024-03-02 04:11

　　由于永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有功率密度大、效率高、能耗低等优点,使得PMSM在多种领域中得到广泛的应用。但是由于PMSM的工作原理以及工作环境等因素的影响,导致电机驱动系统的可靠性降低。电机的缺相故障是电机传动系统最常发生的故障,往往因电机的一个相位断开、逆变器的一个相位断开或者机械端子接触不良而产生。在缺相故障下,由于相电流的不平衡,会导致电机的性能和效率下降,尤其在极端的情况下,可能会对电机及驱动系统造成不可恢复的损坏,因此缺相故障的故障诊断和容错控制技术对于保证控制系统的可靠性变得尤为重要。本文主要从三相永磁同步电机系统的数学建模、电机缺相故障的检测、电机一相绕组开路故障的容错控制以及逆变器一相开路故障的容错控制进行分析和研究,所做的工作主要包括:1.围绕三相PMSM的基本定转子结构进行简化,通过三种常用的坐标变换进行对比分析,建立PMSM在这三种不同坐标系下的数学模型,并根据电机发生缺相故障时的故障特点,建立故障时电机的数学模型。2.针对三相PMSM的缺相故障进行数学模型分析,并采用基于遗忘因子的最小二乘算...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 电机缺相故障诊断的国内外研究现状
        1.2.1 基于电流的故障诊断法
        1.2.2 基于电压的故障诊断法
        1.2.3 基于电机参数的故障诊断法
    1.3 缺相故障容错控制策略的研究现状
        1.3.1 三相四桥臂容错拓扑的控制策略
        1.3.2 三相四开关容错拓扑的控制策略
    1.4 论文的研究内容与结构
第二章 三相永磁同步电机的结构及数学模型
    2.1 引言
    2.2 PMSM的基本结构
    2.3 PMSM的数学模型
        2.3.1 永磁同步电机坐标变换
        2.3.2 永磁同步电机数学模型建立
    2.4 PMSM发生缺相故障时的数学模型建立
    2.5 本章小结
第三章 永磁同步电机缺相故障的检测
    3.1 本章引言
    3.2 PMSM缺相故障的检测
        3.2.1 PMSM数学模型分析
        3.2.2 PMSM三相定子电阻辨识
        3.2.3 PMSM开路故障相的检测
    3.3 仿真验证
    3.4 本章小结
第四章 永磁同步电机缺相故障的容错控制
    4.1 本章引言
    4.2 PMSM缺相故障的容错控制
        4.2.1 采用TPFS拓扑结构的PMSM驱动系统数学模型分析
    4.3 基于PIR控制器的控制方法
        4.3.1 PIR控制器的控制原理
        4.3.2 PIR控制器的设计
        4.3.3 控制器参数的整定和实现
        4.3.4 准谐振控制器的数字实现
    4.4 仿真验证
        4.4.1 PMSM健康运行时的仿真分析
        4.4.2 PMSM采用TPFS拓扑结构时的仿真分析
        4.4.3 在采用TPFS的基础上加上PIR控制器的仿真分析
    4.5 本章小结
第五章 逆变器一相开路故障的容错控制
    5.1 本章引言
    5.2 采用TPFS逆变器拓扑结构的PMSM的数学模型分析
    5.3 仿真验证
        5.3.1 PMSM健康运行时的仿真分析
        5.3.2 PMSM采用TPFS逆变器时的仿真分析
        5.3.3 PMSM在采用TPFS逆变器的基础上加上PIR控制器的仿真分析
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 论文总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
附录



本文编号：3916314