六相感应电机控制系统研究

发布时间：2017-11-15 04:15

  本文关键词：六相感应电机控制系统研究

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【摘要】：随着计算机控制技术和电力电子器件的发展,六相感应电机控制系统凭借其自身的各种优点,在大功率控制领域得到了广泛应用。由于六相感应电机转矩脉动较低,并且在运行的过程中可靠性很高,因此多用于工矿等行业。本文深入研究了六相感应电机的SVPWM控制策略,并在此基础上实现三次谐波的注入,最后设计六相感应电机控制系统。首先,本文对六相感应电机的绕组结构进行了简要介绍,并且在该绕组结构下建立六相感应电机的数学模型,并进一步推导出六相感应电机的磁链方程、电压方程、电磁转矩方程和运动方程。通过对六相感应电机空间解耦技术的研究,利用该技术实现六相感应电机的SVPWM控制。通过对单相感应电机SVPWM控制技术的研究,结合六相感应电机的绕组结构,在此基础上提出一种新颖的六相感应电机SVPWM控制策略。在MATLAB中搭建六相感应电机控制系统的仿真模型,对所提出的算法进行初步仿真。其次,从六相感应电机内部绕组产生的磁势入手,研究六相感应电机谐波与磁势的关系。通过对六相感应电机三次谐波电压注入的研究,证明注入三次谐波可以提高直流母线的电压利用率。根据所提出的六相感应电机SVPWM控制策略,在此基础上实现对六相感应电机三次谐波注入的研究。根据项目的相关要求,设计六相感应电机控制系统的各部分硬件电路,并搭建实验平台。本控制系统主要包括逆变模块、检测模块、控制模块三个部分。逆变模块是完成弱电控制强电的主要部分,包括逆变器拓扑、驱动电路和配套的多路输出隔离电源。检测模块是对电机运行中各个参数的检测部分,包括六相感应电机输出相电流的检测和直流母线电压检测,以及对电机速度的编码器检测电路。控制系统板是完成整个控制的核心,本控制系统中的控制芯片为DSP和FPGA,其中DSP主要进行SVPWM算法的计算和各参数的检测,FPGA主要完成SVPWM波形的产生。此外,控制系统板中还包括通讯电路以及用于对控制系统进行参数设置的控制面板。最后,本文对所设计的各部分电路进行调试,分别对多路输出隔离电源、IGBT驱动电路、电流电压检测电路进行相关性能的测试,并在此基础上对系统进行组装。根据对六相感应电机SVPWM控制策略的研究,列写其程序实现的框图,并根据程序框图进行相关程序的编写。利用搭建好的六相感应电机控制系统平台对本文所提出的控制策略进行验证,对基于空间解耦的六相感应电机SVPWM控制策略和本文所提出的一种新颖的六相感应电机控制策略分别进行测试,并将两种结果进行对比。对六相感应电机分别注入10%和20%比例的三次谐波,通过对输出电流和谐波含量的检测,分析其相互之间的关系。在本文的最后,对本文进行总结,并在此基础上提出不足与改进。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM346

【参考文献】

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1 欧阳红林;多相永磁同步电动机调速系统控制方法的研究[D];湖南大学;2005年

2 姚文熙;多电平六相同步电机变频调速全数字控制技术研究[D];浙江大学;2005年

3 薛山;多相永磁同步电机驱动技术研究[D];中国科学院研究生院（电工研究所）;2006年

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本文编号：1188311