多相永磁同步電機(jī)既擁有永磁同步電機(jī)功率因素高等特點,又具備多相電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動小、可靠性高等優(yōu)勢,在低壓大功率、高可靠性的交流傳動領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。本文以雙Y移30°六相永磁同步電機(jī)作為研究對象,對其數(shù)學(xué)模型、SVPWM調(diào)制、兩相開路后的容錯控制、模型預(yù)測容錯控制等進(jìn)行深入研究。首先研究了六相PMSM定子繞組的兩種結(jié)構(gòu),并給出雙Y移30°電機(jī)能消除低次諧波磁動勢的原理,詳細(xì)分析六相PMSM常用的雙qd-建模方法和矢量空間解耦建模方法之間存在的關(guān)系,給出采用兩種建模方法搭建的數(shù)學(xué)模型,并搭建了MATLAB仿真模型。其次,介紹了基于VSD坐標(biāo)變換方法的傳統(tǒng)兩矢量SVPWM算法和四矢量SVPWM算法的原理及實現(xiàn)方法,兩矢量SVPWM和四矢量SVPWM分別具有電壓調(diào)制比高和有效抑制諧波電流等特點。為了使諧波平面上的電流進(jìn)一步削減到零,提出了一種基于中間電壓矢量的四矢量SVPWM算法。仿真結(jié)果表明該算法在實現(xiàn)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的同時進(jìn)一步地降低了諧波電流。再次,分析了六相PMSM一相繞組開路后的矢量控制,并在此基礎(chǔ)上研究了兩相開路后的矢量控制。根據(jù)缺相前后總合成磁動勢不變的原則,分別以定子銅耗最小、最小相電流... 

【文章來源】：上海電機(jī)學(xué)院上海市

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

多相電機(jī)的矢量控制原理圖

shi和Noguchi在1986年為感應(yīng)電機(jī)所開發(fā)的。1997年，Zhong和Rahman首次提出了PMSM直接轉(zhuǎn)矩控制的研究。直接轉(zhuǎn)矩控制的基本原理是根據(jù)轉(zhuǎn)矩和磁鏈的給定值與反饋值之差來選擇定子電壓矢量。與磁場定向控制(FOC)相比，直接轉(zhuǎn)矩控制不使用任何電流控制器，除定子電阻外不使用電機(jī)參數(shù)，具有依賴性孝植入簡單、動態(tài)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快等優(yōu)點。傳統(tǒng)三相電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制方式可以直接將其擴(kuò)展至六相電機(jī)中，由于子空間上的分量與電機(jī)的能量轉(zhuǎn)換有關(guān)，對其進(jìn)行閉環(huán)控制，建立六相電機(jī)的最優(yōu)開關(guān)表，從而實現(xiàn)電機(jī)的直接轉(zhuǎn)矩控制，其控制原理如圖1-2所示。圖1-2基于開關(guān)表的直接轉(zhuǎn)矩控制圖Fig.1-2Schematicdiagramofdirecttorquecontrolbasedonswitchtable雖然21zz諧波子空間上的分量與電機(jī)能量轉(zhuǎn)換無關(guān)，但如果不對其進(jìn)行有效的控制會增加系統(tǒng)的額外損耗，定子電流中也會存在較大的諧波分量。文獻(xiàn)[24]分析了各變換器輸出電壓矢量的定子磁鏈和轉(zhuǎn)矩的瞬時變化率，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時穩(wěn)態(tài)誤差較大，并提出了一種在線帶偏移的轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)器，在降低轉(zhuǎn)矩響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)誤差的同時降低了轉(zhuǎn)矩脈動和平均換向頻率。文獻(xiàn)[25]針對多相電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制采用開關(guān)表滯環(huán)時存在電流諧波大的問題，提出了一種的DTC-SVM控制方法，

上海電機(jī)學(xué)院碩士學(xué)位論文-6-雖然電流波形和轉(zhuǎn)矩特性得到了有效的改善，但控制的方法較為復(fù)雜，與傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制實現(xiàn)簡單的優(yōu)點相沖突，其控制原理如圖1-3所示。文獻(xiàn)[26]提出了基于重構(gòu)電壓矢量和模糊邏輯的開關(guān)表，在不增加計算量和復(fù)雜性的同時減小了諧波電流。圖1-3基于DTCSVM的直接轉(zhuǎn)矩控制原理圖Fig.1-3SchematicdiagramofdirecttorquecontrolbasedonDTCSVM1.3.4六相電機(jī)的容錯控制當(dāng)相繞組或逆變器支路發(fā)生開路故障時，多相電機(jī)的多自由度和容錯特性能夠帶來有效的控制策略，增加了驅(qū)動系統(tǒng)的可靠性，對某些重要領(lǐng)域的應(yīng)用具有很大的價值。近年來，眾多學(xué)者對電機(jī)故障后的控制方法進(jìn)行了研究，常用的幾種容錯控制策略如下所示。文獻(xiàn)[27]通過對剩余的未故障相電流進(jìn)行滯環(huán)電流控制，彌補(bǔ)電機(jī)因缺相引起的相位損失并產(chǎn)生所需的輸出轉(zhuǎn)矩，但滯環(huán)控制存在輸出電流波形脈動差、動態(tài)性能不穩(wěn)定等缺點。文獻(xiàn)[28]將模糊控制和滑�？刂七\(yùn)用到電機(jī)控制中，以獲得六相感應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子在故障狀態(tài)下的高精度定位。文獻(xiàn)[29]采用相同的解耦變換對六相感應(yīng)電機(jī)故障后的控制進(jìn)行研究，研究表明電機(jī)故障僅影響相電流分量之間的相互關(guān)系，因此基于正常解耦變換的方法仍可用于故障后控制，只需對電流基值進(jìn)行微小修改。文獻(xiàn)[32]提出了基于模型預(yù)測電流控制的多相感應(yīng)電機(jī)容錯控制，單個采樣周期內(nèi)逆變器只發(fā)一個的電壓矢量。文獻(xiàn)[33]在五相感應(yīng)電機(jī)上對基于PI諧振和預(yù)測控制的兩種控制方案進(jìn)行了比較。實驗表明兩種控制方法具有幾乎相同的性能，預(yù)測控制在低速運(yùn)行時提供的控制響應(yīng)更快，但電流的脈動較大。文獻(xiàn)[35]提出了一種新型分離繞組結(jié)構(gòu)的六相雙定子軸向磁通永磁電機(jī)故障后容錯控制。在過去的研究中，這種結(jié)構(gòu)被證實優(yōu)于現(xiàn)有的繞組連接，但電機(jī)在?

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
[1]多相永磁同步電機(jī)驅(qū)動技術(shù)研究[D]. 薛山.中國科學(xué)院研究生院（電工研究所） 2006

碩士論文
[1]雙三相永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的研究[D]. 王銘.湖南大學(xué) 2010



本文編號：3273611