【摘要】：隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展,電機驅(qū)動系統(tǒng)突破了傳統(tǒng)三相供電的制約,開始向多相發(fā)展。與三相電機相比,多相電機驅(qū)動系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)矩脈動小、輸出功率大、良好的容錯能力等優(yōu)點。雙級矩陣變換器(Two Stage Matrix Converter,簡稱TSMC)具有無中間儲能元件、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點。五相TSMC是三相TSMC向多相輸出的拓展拓撲結(jié)構(gòu),是多相功率變換器中具有潛力的一員。對于任何電力電子系統(tǒng)來說,功率變換器的可靠性和安全性是至關重要的,因此研究故障診斷策略對于保障五相TSMC系統(tǒng)高可靠性運行具有重要的意義。首先,本文介紹了五相TSMC拓撲結(jié)構(gòu)及其常用的雙空間調(diào)制策略,分別對逆變級和整流級功率開關故障下五相TSMC運行模式和電壓特征進行了分析和總結(jié),為后續(xù)診斷策略的提出奠定基礎。其次,對故障下五相TSMC下管電壓的特征進行了分析和總結(jié),提出了基于下管誤差電壓的故障診斷算法。方法將誤差電壓和故障橋臂一一對應,原理簡單,并且可以診斷出任意單個或逆變級多個功率開關開路的情況。然后,對五相TSMC輸出線電壓的故障特征做了深入的分析,并總結(jié)了逆變級和整流級功率開關故障特征的異同,提出了在逆變級大矢量和零矢量作用時根據(jù)故障線電壓去定位故障開關的方法。該方法具有診斷速度快,不受限于電源接線方式等優(yōu)點,和現(xiàn)有線電壓法相比算法更簡單。最后,搭建了一臺實驗樣機,對部分硬件電路的設計進行了詳細的介紹;設計了以DSP和CPLD為控制核心的軟件系統(tǒng)來實現(xiàn)五相TSMC的調(diào)制策略和基于下管誤差電壓法的診斷算法,實驗結(jié)果驗證了診斷方法的正確性。
【學位授予單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM46
【圖文】：

動系統(tǒng)同傳統(tǒng)三相電機驅(qū)動系統(tǒng)相比具有下述優(yōu)點： 功率器件承受的的電壓、電流等級得到降低，可以在電壓等級受限大功率的能量變換； 可靠性好，故障發(fā)生后系統(tǒng)剩余正常相數(shù)如果大于等于 3 相，則可容錯控制使系統(tǒng)降額運行，減少故障造成的損失；電機轉(zhuǎn)矩的脈動頻率增加，降低了轉(zhuǎn)矩脈動幅值，減小了系統(tǒng)運行聲。上述諸多的良好特性，多相電機驅(qū)動系統(tǒng)在風力發(fā)電、電動汽車和求大功率、高可靠性的場合有廣闊的應用前景[1-3]。近年來因多相得到了國內(nèi)外學者的廣泛關注與應用研究，而相應的多相交流功率了普遍關注。功率變換器是交流調(diào)速系統(tǒng)中的核心裝置，按照有無中間儲能環(huán)節(jié)功率變換器可以分為交-直-交型（AC-DC-AC）和交-交型（AC，如圖 1-1 所示。其中 AC-DC-AC 變換器又可分為整流級是不控直交變換器和雙 PWM 變換器。

第 2 章 五相 TSMC 調(diào)制策略及運行模式分析2.1 五相 TSMC 拓撲結(jié)構(gòu)圖 2-1 為五相 TSMC 的拓撲結(jié)構(gòu)，主要由輸入濾波電路、整流級、逆變級、鉗位電路和五相負載組成。整流級為雙向功率開關構(gòu)成的電流型整流器，每個雙向功率開關由兩個帶有反并聯(lián)二極管的 IGBT 按照共射極連接組成，用于將輸入三相電壓合成極性為正的直流側(cè)電壓，可以實現(xiàn)能量雙向流動；逆變級為五橋臂電壓型逆變器，將直流側(cè)電壓進行調(diào)制，輸出五相正弦交流電；鉗位電路位于整流級和逆變級之間，由二極管和電容串聯(lián)組成，為系統(tǒng)提供保護；輸入濾波器為LC 濾波電路，用于濾除跟開關頻率相關的高頻諧波。

定義逆變級開關函數(shù)為 Sj=[SA,SB,SC導通，Sj=0 表示 j 相橋臂的下功率開關d-q 子空間和 x-y 子空間的投影分別表示2 - PN A B C 2 - PN A C E 2( 52( 5d qx yV U S S S V U S S S σ σ σσ σ σ = + + + = + + + 式中σ =exp( j2π/5)。根據(jù)不同的開關狀態(tài)組合，一共存為 30 個，其余 2 個為零矢量，其在 d-q所示，這些矢量將 360 度電角度空間分量幅值大小可分為大矢量、中矢量、小q

【參考文獻】

相關期刊論文 前8條

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本文編號：2788841