【摘要】：永磁同步電機(permanent magnet synchronous motor,簡稱PMSM)以其高效節(jié)能、維修便利等優(yōu)勢于軍事、工業(yè)等領(lǐng)域脫穎而出。國內(nèi)外學(xué)者起初主要以三相PMSM作為研究對象,但三相電機并不能滿足許多需要高精度、高可靠性的場合。而多相永磁同步電機因相數(shù)的冗余,當(dāng)電機出現(xiàn)故障時,不必停止運行,只需通過調(diào)整其控制方式,進(jìn)入容錯補償控制算法即可使系統(tǒng)恢復(fù)運行。因此對于多相PMSM容錯控制的研究開始逐漸深入。本文將六相PMSM作為研究對象,主要研究內(nèi)容如下:首先,闡述了六相PMSM定子繞組結(jié)構(gòu)特點和工作原理,推導(dǎo)出六相靜止到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的變換矩陣,將非線性的六相PMSM數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換為解耦的六相PMSM數(shù)學(xué)模型。在d-q坐標(biāo)系下采用磁場定向控制,采用PI控制對電流環(huán)和速度環(huán)進(jìn)行調(diào)節(jié),利用MATLAB/Simulink搭建六相PMSM控制系統(tǒng),對其進(jìn)行仿真驗證。其次,本文分析了六相PMSM出現(xiàn)兩相定子繞組開路故障時的磁勢(正交和非正交兩種情況),采用缺相前后電機定子繞組合成磁勢相等的原則,對缺相后剩余相電流的相位和幅值進(jìn)行調(diào)節(jié),在故障后切換到電流滯環(huán)控制進(jìn)行磁勢補償。在MATLAB/Simulink中實現(xiàn)六相PMSM容錯補償控制仿真實驗。再次,本文為減小容錯控制系統(tǒng)的超調(diào)量,提高容錯控制系統(tǒng)的動態(tài)特性,將滑模變結(jié)構(gòu)控制應(yīng)用到六相PMSM容錯控制系統(tǒng)中。針對滑模抖振問題,引入新型趨近律,設(shè)計滑模速度控制器。利用李雅普諾夫函數(shù)驗證閉環(huán)容錯控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在MATLAB\Simulink中搭建滑模速度控制器數(shù)學(xué)模型,對滑模速度控制器和PI速度控制器下的六相PMSM容錯系統(tǒng)的仿真波形進(jìn)行對比。最后,搭建基于TMS320F28335的六相PMSM驅(qū)動系統(tǒng),并對電源模塊、采樣模塊、PWM輸出模塊等主要模塊作出相關(guān)介紹。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM341;TP273
【圖文】：

圖 2.1 六相 PMSM 的構(gòu)成Fig. 2.1 Composition of six-phase PMSM況下六相 PMSM 的數(shù)學(xué)模型，應(yīng)忽略外部干擾等因素，磁路飽和、渦流、磁滯損耗；場按正弦分布，忽略空間諧波磁場影響；磁體磁勢不變；度和頻率變化不影響電機內(nèi)部參數(shù)。立時，則有六相 PMSM 于自然坐標(biāo)系下電壓及磁鏈方程ssssuRip6666 ()666 ssssfs L i F/dt是微分算子， 為永磁體磁鏈與 A 相軸線間的夾角，

圖 2.6 六相 PMSM 控制系統(tǒng)的搭建Fig. 2.6 Construction of six-phase PMSM control system采用雙 PI 算法對六相 PMSM 控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，此系統(tǒng)中主要搭建的模塊有：速制器、電流控制器、各坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換、PWM、IGBT 逆變器和 PMSM 等。坐標(biāo)變分包括：6s/2 和 2r/6s 兩個模塊。圖 2.7 所示是 2r/6s 坐標(biāo)變換的具體過程，分為兩步，第一步實現(xiàn) 2r/2s 變換，第二進(jìn)行 2s/6s 變換。把12o o、12z z兩子空間電壓分量設(shè)為 0，將 PI 電流控制器輸出U*q和編碼器送回的轉(zhuǎn)子位置角 作為輸入量送入 2r/6s 坐標(biāo)變換模塊，輸出量為六相壓值。

圖 2.6 六相 PMSM 控制系統(tǒng)的搭建Fig. 2.6 Construction of six-phase PMSM control system雙 PI 算法對六相 PMSM 控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，此系統(tǒng)中主要搭建的模電流控制器、各坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換、PWM、IGBT 逆變器和 PMSM 等。：6s/2 和 2r/6s 兩個模塊。7 所示是 2r/6s 坐標(biāo)變換的具體過程，分為兩步，第一步實現(xiàn) 2r/2s 變/6s 變換。把12o o、12z z兩子空間電壓分量設(shè)為 0，將 PI 電流控制器器送回的轉(zhuǎn)子位置角 作為輸入量送入 2r/6s 坐標(biāo)變換模塊，輸出量

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本文編號：2753593