基于三相四桥臂的永磁容错电机直接转矩控制

发布时间：2017-10-19 07:07

  本文关键词：基于三相四桥臂的永磁容错电机直接转矩控制

  更多相关文章： 永磁容错电机 三相四桥臂 直接转矩控制 定子磁链 空间电压矢量

【摘要】：在多电飞机的一些关键传动控制系统中,机电作动器已处处可见。因此,设计一套具有高可靠性的电机控制系统具有迫切的现实价值。容错技术可以保证系统在一相或多相故障后继续安全稳定运行,与余度技术相比具有功率密度高的优点,是可靠性技术发展的高级阶段。本文总结了基于独立H桥拓扑的永磁容错电机直接转矩控制的优缺点,提出了基于三相四桥臂的永磁容错电机直接转矩控制系统,给出了逆变器与电机绕组故障辨识方法,并详细分析了正常态和故障态时的控制策略。当正常态时,系统工作在三相全桥状态,采用基于空间电压矢量调制的直接转矩控制方法,定子磁链观测选用电流模型,并对定子磁链幅值给定进行了优化。当故障态时,即电机的单个功率管或一相绕组发生故障时,根据具体情况决定第四桥臂的控制方法,保证故障前后空间电压矢量保持不变,从而实现直接转矩容错控制。利用Matlab/Simulink搭建仿真模型,对算法进行了仿真验证。针对永磁容错电机直接转矩控制系统,本文结合硬件平台,给出了详细的软件设计方案,包括DSP控制软件和CPLD综合故障处理两部分。在此基础上,完成了正常态和故障态控制算法的实验验证。
【关键词】：永磁容错电机 三相四桥臂 直接转矩控制 定子磁链 空间电压矢量
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM351
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 注释表11-12
• 第一章 绪论12-19
• 1.1 课题的研究背景12
• 1.2 课题的研究现状和意义12-17
• 1.2.1 永磁容错电机13
• 1.2.2 基于独立H桥拓扑的直接转矩控制算法13-16
• 1.2.3 三相四桥臂拓扑16-17
• 1.3 本文的主要研究内容17-19
• 第二章 基于三相四桥臂的永磁容错电机直接转矩控制系统19-37
• 2.1 引言19
• 2.2 永磁容错电机数学模型19-21
• 2.2.1 各相电压方程19-20
• 2.2.2 基于空间矢量的电机模型20-21
• 2.3 正常态永磁容错电机直接转矩控制21-28
• 2.3.1 永磁容错电机直接转矩控制原理21-23
• 2.3.2 电压矢量的选择23-25
• 2.3.3 定子磁链观测器的设计25
• 2.3.4 定子磁链幅值给定的优化25-26
• 2.3.5 正常态永磁容错电机SVM-DTC系统控制框图26-28
• 2.4 故障态永磁容错电机直接转矩控制28-35
• 2.4.1 故障辨识28-31
• 2.4.2 绕组断路容错控制31-34
• 2.4.3 绕组短路容错控制34-35
• 2.5 本章小结35-37
• 第三章 永磁容错电机直接转矩控制系统仿真37-47
• 3.1 引言37-38
• 3.2 仿真结果与分析38-46
• 3.2.1 正常态仿真结果与分析38-41
• 3.2.2 故障辨识仿真结果与分析41-43
• 3.2.3 绕组断路仿真结果与分析43-45
• 3.2.4 绕组短路仿真结果与分析45-46
• 3.3 本章小结46-47
• 第四章 永磁容错电机直接转矩控制系统实验47-55
• 4.1 引言47
• 4.2 正常态实验47-51
• 4.3 绕组断路实验51-53
• 4.4 绕组短路实验53-54
• 4.5 本章小结54-55
• 第五章 永磁容错电机直接转矩控制系统软件设计55-70
• 5.1 引言55-56
• 5.2 DSP软件设计56-68
• 5.2.1 软件总体设计56-58
• 5.2.2 数据的定标与标幺化58-60
• 5.2.3 软件主要模块设计60-68
• 5.3 CPLD综合故障处理68-69
• 5.4 本章小结69-70
• 第六章 总结与展望70-72
• 6.1 全文工作总结70-71
• 6.2 进一步工作的展望71-72
• 参考文献72-77
• 致谢77-78
• 在学期间研究成果及发表的学术论文78

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本文编号：1059711