非正弦供电下五相异步电机容错控制研究

发布时间：2020-12-24 01:51

　　近年来世界对船舶电力推进、电动汽车、轨道交通和全电传飞行器等海、陆、空电气化交通领域需求越来越高,多相异步电机由于其多自由度、低压大功率、高转矩密度和高可靠性的优点已经成为各国的研究热点。本文以五相异步电机为研究对象,针对容错控制和非正弦供电技术进行了比较深入的研究,文章的主要内容如下:第一,介绍了国内外多相电机的研究情况和发展历史,对多相异步电机的非正弦供电技术和容错控制技术进行了综述,从绕组函数出发计算了多相电机的磁动势,根据空间谐波和时间谐波阐述了电机绕组结构与注入谐波电流的组合方式,并基于多相坐标变换矩阵介绍了多相异步电机任意速坐标系下的数学模型。第二,以传统谐波注入算法为例,基于五相异步电机的数学模型得到非正弦供电时的转矩增益,阐述了功率密度提高的原因。介绍了非正弦供电气隙磁密为平顶波的三个约束条件:幅值约束、相角约束和转差约束,分析了传统谐波注入方法只适合于空载运行的缺陷。为解决带载情况下传统控制方法气隙磁密畸变的缺陷,阐述了一种新颖的谐波注入算法,并在实验平台上实现。首先根据相角约束和幅值约束得到三次谐波平面MT轴电流与基波平面MT轴电流的非线性关系,在变负载下实时调节三... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

多相异步电机矢量控制框图

由于增加了基波平面的磁负荷。??非正弦供电技术的关键在于优化气隙磁密为平顶波，对应到多相异步电机矢量控制系??统中，即优化高次谐波平面和基波平面轴电流的关系，图１－１为多相异步电机矢量控??制框图。针对如何注入三次谐波，Ｈ．Ｘｕ使用双平面转子磁场定向，令三次谐波电流为基??波电流的，该方法在空载时可令气隙磁场为平顶波，但在加载时气隙磁场会发生畸??变，不能充分发挥谐波注入的优势，并容易使铁芯饱和，图１－２为发生畸变和未发生畸变??的气隙磁场分布图。??ｉ１?＿?Ｍ｜?■?■?■??／？?Ｉｒ，????ｗ３?／?电流调界器?乂?／?———ｗｍ??、？「谐波注??７＂算法?Ｃｍ?，?Ｊ?Ｖ??！?ｉｉ：＿ｈ?ｉ?ｆ?－?ｊ?ｉ?：：??上，％?多相异步电机??图１－１多相异步电机矢量控制框图??１．５???１．５????１．０?１〇??°?５?０?５??Ｉ：?ｓ：??－丨．（）?－１．０??－１．５??；?１?；???－１．５???１?１???０?６０?１２０?ＩＳＯ?２４０?３００?３６０?０?６０?１２０?１８０?２４０?３００?３６０??角度（〇＞?角度…＞??

而使得气隙磁场为平顶波；由于仅仅通过调节三次谐波平面ＭＴ轴电流无法同时满足三个??约束条件，文献［５７］在双平面转子磁链定向的基础上修改了坐标变换矩阵，通过计算两平??面气隙磁链的角度差来实时调节乃轴的角度，可同时满足三个平衡条件，如图１－３所示。??图１－３转子磁链不同轴下的气隙磁链矢量图??文献［６３］通过基波平面转子磁场定向计算出三次谐波气隙磁场的角度，将该角度加??入到坐标变换中，然后在三次谐波平面进行气隙磁场定向控制从而使得谐波平面气隙磁场??的角度与基波平面相同，坐标变换矩阵如式（１－２）所示。??ｃｏｓ（沒）?ｃｏｓ（沒?ｃｏｓ（沒一?ｃｏｓ（沒?一３〇?ｃｏｓ（＾－４ｃ）??一?ｓｉｎ（６〇?－ｓｉｎ（６＞－＾）?－ｓｉｎ（６＞－２＾）?一?ｓｉｎ（沒一?３＜Ｊ）?—?ｓｉｎ（＜９?—?４ｆ）??Ｃｓ＝?－?ｃｏｓ３（０?＋?Ｓｍ｝）?ｃｏｓ３（０－＾＋＾３）?ｃｏｓ３（０－２＾＋＾３）?ｃｏｓ３（０－３＾?＋?＾ｍ３）?ｃｏｓ３（０－４＾＋?＜５ｍ３）??Ｖ５?＿ｓｉｎ３（￡？?＋?（ｙｍ３）?＿ｓｉｎ３（０＾＋Ｓｍ｝）?－ｓｉｎ３（０－２＾?＋?＾３）?－ｓｉｎ３（０－３＃＋＜５ｒａ３）?－ｓｉｎ３（６？－４＾＋＜５ｍ３）??＿?ｌ／ｙ／２?ｌ／＾ｊ２?１／ｎ／２?ｌ／Ｖ２?ｌ／＞／２??（１－２）??４??


本文编号：2934746