六相感应电机直接转矩控制系统研究

发布时间：2017-06-24 10:12

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【摘要】：相较于三相电机调速系统,多相电机调速系统具有功率大、转矩脉动低和动静态性能好的优势。电机可靠性高,能够在缺相情况下通过调整控制策略继续运行。因此,在船舶推进等大功率高可靠性要求的场合,多相系统的应用日趋广泛。直接转矩控制已与矢量控制一并成为现代高性能交流调速领域中最为常用的控制策略,与矢量控制相比,直接转矩控制不进行旋转坐标变换,且电机转矩响应更加迅速。本文围绕六相感应电机正常及故障运行时的直接转矩控制展开工作。首先,引入空间矢量解耦变换理论,建立了电机正常及缺相情况下的数学模型。通过分析电机数学模型,得出电机缺相时需切除一组定子三相绕组来控制电机的结论,并建立切除一组定子绕组后电机的数学模型。其次,针对六相感应电机定子电流谐波含量较大的问题,引入基于空间矢量解耦变换的空间矢量脉宽调制算法,通过合成虚拟电压矢量降低定子电流谐波含量。并将适用于三相系统的基波电压线性输出过调制算法推广到六相电机调速系统中,且对该算法进行了仿真验证。再次,研究了传统直接转矩控制理论并提出了一种新型直接转矩控制方法。给出了传统直接转矩控制的具体实现过程,然后利用模糊控制理论和变占空比技术实现新型直接转矩控制以提高系统性能,并对该算法进行了仿真验证。最后,给出了直接转矩控制系统的硬件电路并对控制算法进行了实验验证。分别完成了电机正常运行和故障切除一套定子绕组运行时,在传统直接转矩控制算法和新型直接转矩控制算法下的实验。实验结果证明了文中理论的正确性。
【关键词】：六相感应电机 直接转矩控制 空间矢量脉宽调制 过调制 缺相运行
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM346;TP273
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-17
• 1 绪论17-26
• 1.1 课题研究背景及意义17-18
• 1.2 多相电机调速系统研究现状18-22
• 1.3 直接转矩控制技术研究现状22-25
• 1.4 本文主要内容25-26
• 2 六相感应电机数学模型26-39
• 2.1 六相感应电机结构26
• 2.2 自然坐标系下六相感应电机数学模型26-28
• 2.3 六相驱动系统空间矢量解耦变换28-30
• 2.4 两相静止坐标系下六相感应电机数学模型30-32
• 2.5 一相开路时六相感应电机数学模型32-35
• 2.6 切除一组定子绕组后六相感应电机数学模型35-38
• 2.7 本章小结38-39
• 3 六相感应电机驱动系统SVPWM技术39-61
• 3.1 驱动系统正常运行时SVPWM方案39-50
• 3.2 驱动系统缺相运行时SVPWM方案50-56
• 3.3 仿真分析56-60
• 3.4 本章小结60-61
• 4 六相感应电机的直接转矩控制61-77
• 4.1 传统直接转矩控制61-67
• 4.2 模糊控制器的构建67-70
• 4.3 基于模糊控制理论和变占空比技术的直接转矩控制70-73
• 4.4 仿真分析73-76
• 4.5 本章小结76-77
• 5 六相感应电机直接转矩控制系统实验研究77-86
• 5.1 系统硬件电路77-79
• 5.2 系统软件设计79-80
• 5.3 系统模型的标幺化和离散化80-82
• 5.4 实验结果82-85
• 5.5 本章小结85-86
• 6 结论与展望86-88
• 参考文献88-95
• 作者简历95-97
• 学位论文数据集97

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