為解決三相電機(jī)設(shè)備維修復(fù)雜與突發(fā)情況下的失控問題,多相電機(jī)近年來已經(jīng)成為電機(jī)產(chǎn)業(yè)的一個重要發(fā)展方向。作為核心內(nèi)容,多相電機(jī)的容錯控制是保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素。本文所研究的六相永磁同步電機(jī)容錯控制系統(tǒng),因其電機(jī)相數(shù)冗余的特點,可以通過容錯補(bǔ)償控制算法,使電機(jī)故障時能恢復(fù)運(yùn)行,不會導(dǎo)致突然停機(jī)的惡性事件發(fā)生,因此非常適用于注重穩(wěn)定的軍事、核電站、航空航天等領(lǐng)域。本文結(jié)合六相永磁同步電機(jī)容錯控制特點,從以下幾個方面展開研究:首先,利用MATLAB/Simulink,搭建六相PMSM控制系統(tǒng)。在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下選用id=0控制,電機(jī)控制系統(tǒng)中的雙閉環(huán)采用PI控制進(jìn)行調(diào)節(jié),對其進(jìn)行仿真分析。推導(dǎo)六相靜止坐標(biāo)系到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的變換矩陣,將非線性、多變量、磁鏈交叉耦合的六相PMSM數(shù)學(xué)模型進(jìn)行解耦,闡述六相PMSM定子繞組結(jié)構(gòu)特點和工作原理。其次,對缺相后剩余相電流的相位和幅值進(jìn)行調(diào)節(jié)以期達(dá)到容錯補(bǔ)償效果,前提是保證電機(jī)定子繞組缺相前后合成磁勢相等。研究六相PMSM出現(xiàn)一相及兩相定子繞組開路故障時的磁勢（正交和非正交兩種情況）,在故障后切換到電流滯環(huán)控制并進(jìn)行磁勢補(bǔ)償。再次,將滑�？刂疲╯... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

六相PMSM繞組分布示意圖

沈陽工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文10系統(tǒng)達(dá)到控制良好效果的基石。而通過采用坐標(biāo)系間的變換，將六相自然坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換至d-q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，可實現(xiàn)降階、解耦的目的，從而使電機(jī)獲得更好地控制效果。2.3坐標(biāo)系間的變換YifanZhao等不同的六維基向量所對應(yīng)的坐標(biāo)空間進(jìn)行了大量的實驗分析，最終提出空間矢量解耦理論[30]，以六相永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈f所在軸線為基準(zhǔn)，在其同步轉(zhuǎn)速下的d-q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系與兩相靜止坐標(biāo)系間的逆轉(zhuǎn)換，能達(dá)到使六相PMSM轉(zhuǎn)子實時位置角與定子繞組產(chǎn)生的磁鏈解除耦合關(guān)系的目的，也能使其達(dá)到微分方程階數(shù)降低的結(jié)果。各種變量在兩相同步旋轉(zhuǎn)與六相靜止坐標(biāo)系間轉(zhuǎn)換，需要一個間接轉(zhuǎn)換的過程來實現(xiàn)。具體的轉(zhuǎn)換過程為：首先是6s/2s變換即六相至兩相靜止坐標(biāo)系間轉(zhuǎn)換，其次是2s/2r變換即兩相靜止至同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系間轉(zhuǎn)換。通常來講，可以根據(jù)三個方面來判斷坐標(biāo)變換是否可以進(jìn)行：一是所涉及的變換矩陣是否全部滿足單位正交矩陣；二是關(guān)于磁鏈、電壓變換陣是否始終可以保證與電流坐標(biāo)變換陣相同；最重要的是磁勢和功率是否在變換前后能保持相等。2.3.16s/2s的變換如圖2.2所示是空間坐標(biāo)系中六相至兩相靜止變換的示意圖。圖中兩相靜止坐標(biāo)系的軸與六相靜止坐標(biāo)系的A軸保持在同一基準(zhǔn)線上，其軸定義為超前軸90°，經(jīng)上一小節(jié)分析可知，由于坐標(biāo)變換前后磁勢相等，則有：FCEBDCEBDAFFFFFFFFFFFF240sin150sin120sin30sin240cos150cos120cos30cos（2.8）式中：F、F分別為為六相坐標(biāo)系下各相繞組投影于軸的磁勢。圖2.2坐標(biāo)系間的變換過程6s/2s變換示意圖Fig.2.26s/2stransformationdiagramofthetransformationprocessbetweencoordinatesystems在21zz和21oo子平面上均不涉及機(jī)電能量轉(zhuǎn)換，涉及機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的子平面上

第2章六相PMSM建模與矢量控制11只有α-β。因此，應(yīng)將4個零序分量4321、、、zzzz引進(jìn)來。將4321、、、、、zzzz這六個量單位正交化可獲得如下單位變換矩陣，具體表達(dá)式如下：202020020202231310013132231310013132321443322112/6TsszzzzzzzzC（2.9）其逆變換矩陣為：TssssCC2/66/2（2.10）記TFCEBDAsxxxxxxx6，Tzzzzsxxxxxxx43212，Tzzzzqdrxxxxxxx43212。其中不論是磁鏈還是電壓u亦或是電流i等，均可用x以表示。綜上所述，可得六相至兩相靜止坐標(biāo)系間的變換公式為：ssssxxC62/62（2.11）ssssxxC26/26（2.12）2.3.22s/2r的變換由于涉及機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的子平面上只有α-β，則若進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變換只需把投影量在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，具體的變換示意如圖2.3所示。其中q軸超前d軸90°，其旋轉(zhuǎn)方向與永磁體磁鏈?zhǔn)噶啃D(zhuǎn)相同。在進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換的過程中，要保證及功率不變及合成磁勢相等[31]。圖2.3坐標(biāo)系間的變換過程2s/2r變換示意圖Fig.2.32s/2rtransformationdiagramofthetransformationprocessbetweencoordinatesystems

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3302616