永磁电机无电解电容驱动系统研究综述

发布时间：2021-08-03 12:46

　　永磁同步电机无电解电容驱动技术可以提高系统可靠性、降低成本以及减小体积,成为了现代电机驱动系统的一个重要发展方向,目前已在航空航天、工业传动和家用电器等领域得到了成功应用.本文主要围绕高功率因数控制技术、网侧输入电流谐波抑制和稳定性控制方法三个方面对永磁同步电机无电解电容驱动系统的发展现状进行介绍,针对这三个方面的关键技术和已取得的研究成果进行归纳和总结,指出了相应解决方案的优缺点,并进行了对比分析.最后针对永磁同步电机无电解电容驱动系统目前亟需解决的问题和发展趋势进行了分析和展望. 

【文章来源】：中国科学:技术科学. 2020,50(07)北大核心EICSCD

【文章页数】：13 页

【部分图文】：

无电解电容驱动系统拓扑及能量流动图.(a)拓扑结构图;(b)能量流动图

图1 无电解电容驱动系统拓扑及能量流动图.(a)拓扑结构图;(b)能量流动图将转速控制器的输出信号与电机转速相乘得到驱动系统平均功率信号Pavg,经过包含网侧输入电压相位信息的信号调制后,作为网侧输入参考功率信号.根据式(3)可知,将网侧输入参考功率信号与电容功率信号相减,作为逆变器输出参考功率信号.将实际电机输出功率作为反馈信号,经过重复控制器与PI控制器调节后作为交轴参考电流信号.

Zhou等人[26,27]在母线上增加了单级升压逆变器,其拓扑结构如图3所示,针对大惯量电机负载的交流调速场合,采用母线电压前馈控制方法,实现网侧输入高功率因数.Shin等人[28]采用了在母线上并联补偿器的方法(图4),这种拓扑结构能够有效提高网侧输入功率因数,改善驱动系统的弱磁控制效果,同时提高了驱动系统的效率,这种改进的拓扑结构可以同时适用于单相和三相驱动系统.王琨[29]在整流电路和逆变电路之间增加了功率解耦电路,通过控制解耦电路能量的存贮和释放,也能够提高网侧输入功率因数,具体拓扑结构如图5所示.为了进一步简化驱动系统拓扑结构Khan等人[30]提出了将半桥整流电路和三相四开关逆变器结合的无电解电容电机驱动系统拓扑结构(图6)采用了预测控制方法并同时考虑到母线电容吸收的功率,这种方案的优点是更进一步降低驱动系统成本.由以上分析可知,采用新型拓扑结构可以有效提高网侧输入高功率因数,但由于其改变了驱动系统拓扑,增加了驱动系统的成本和体积,因此,目前通过软件控制算法提高网侧输入功率因数的方案得到了更为广泛的关注.图4(网络版彩图)母线并联补偿器电机驱动系统[28]

【参考文献】：
期刊论文
[1]高功率因数无电解电容电机驱动系统电流控制策略[J]. 张国柱,徐殿国,朱良红,王高林,霍军亚.  电机与控制学报. 2018(01)
[2]基于逆变器功率调节的永磁电机无电解电容控制策略[J]. 赵楠楠,王高林,朱良红,张国柱,袁碧荷,徐殿国.  中国电机工程学报. 2016(S1)
[3]单相交流输入的无电解电容抽头电感单级升压逆变器在交流调速系统中的应用[J]. 周玉斐,黄文新,赵健伍.  中国电机工程学报. 2014(12)

硕士论文
[1]用于永磁同步电机的新型无电解电容功率变换器研究与设计[D]. 王琨.江苏大学 2017



本文编号：3319646