混合逆变器开绕组永磁同步电机驱动系统研究

发布时间：2017-11-11 01:06

  本文关键词：混合逆变器开绕组永磁同步电机驱动系统研究

  更多相关文章： 开绕组永磁同步电机 混合逆变器 恒功率运行 弱磁控制 空间矢量脉宽调制 混合调制策略 有效电压矢量作用时间

【摘要】：开绕组电机系统是将常规电机Y接的定子绕组中点打开,两端各串接一个变换器,而形成的一种定子绕组双端供电的新型电机系统拓扑结构,具有输出功率高、供电模式选取灵活、电压矢量调制方式多样、冗余性和容错性强等特点,在高功率、大容量及宽调速场合具有广阔的应用前景。其中,一侧逆变器直流母线接电源,另一侧接电容的混合逆变器拓扑结构以其无零序电流、成本低、控制灵活等优点得到了学者的广泛关注。同时,考虑到永磁同步电机效率高、功率密度大、体积小、维护方便、控制简单,本文将混合逆变器开绕组电机系统与永磁同步电机相结合,对其控制技术进行了研究,具体内容如下： 首先指出了研究背景,对开绕组电机系统的国、内外研究和发展进行了分析和总结,介绍了开绕组电机系统的多种拓扑结构及其多电平特性,对其关键调制和控制技术进行了综述。同时分析了当前永磁同步电机的常用控制策略,并总结了弱磁控制技术现状。 然后分析了混合逆变器驱动系统的供电原理,建立了开绕组永磁同步电机的数学模型,给出了各坐标系下的数学方程。同时将串联补偿概念引入到混合逆变器拓扑结构中,指出电容供电调节逆变器的多种功率补偿方式。 接着,对混合逆变器驱动开绕组永磁同步电机的控制策略进行了研究。从功率角度分析了永磁同步电机系统的有功和无功功率随转速变化特性,在此基础上阐明了利用调节逆变器的功率补偿作用以提升系统性能的原理,分析了不同电容电压幅值对系统的增益效果,并在不同弱磁率和凸极率电机上检验了其应用效果。研究了基于该结构的矢量控制和直接转矩控制策略,并通过仿真和实验进行了验证。 此外,研究了基于混合逆变器拓扑结构的混合调制矢量控制策略。引入基于双矢量合成的电压切割法,通过电流矢量相位选择主逆变器的有效电压矢量,并加入零矢量,实现目标有功电压分量的准确合成,保证电容电压稳定,同时控制调节逆变器实施谐波和无功功率补偿。然后给出最佳零矢量选择算法和基于有效电压矢量作用时间反馈的弱磁控制方法,实现了开绕组PMSM的高效率和高速运行。通过仿真和实验验证了其有效性和可行性。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM341

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 林斌;孙丹;贺益康;;永磁同步电机直接转矩控制高速运行范围拓宽[J];电机与控制学报;2014年09期

2 孙丹;林斌;俞金云;;开绕组电机控制系统的共模电压抑制方法研究[J];机电工程;2013年09期

3 廖勇;毛迅;;一种基于DSP改进型永磁同步电机矢量控制系统研究[J];微电机(伺服技术);2006年02期

4 孙丹,贺益康;基于恒定开关频率空间矢量调制的永磁同步电机直接转矩控制[J];中国电机工程学报;2005年12期

5 魏佳丹;周波;韩楚;邓清唐;史明明;刘颖;;一种新型绕组开路型永磁电机起动/发电系统[J];中国电机工程学报;2011年36期

，

本文编号：1169128