發(fā)布時(shí)間：2021-11-08 13:55

　　雙三相永磁同步電機(jī)相比于三相永磁同步電機(jī)具有可靠性高、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小、容錯(cuò)能力強(qiáng)等特點(diǎn),適合將其應(yīng)用于船舶、航空航天及電動(dòng)汽車(chē)等方向。但是雙三相永磁同步電機(jī)由于含有諧波子空間,較小的電壓畸變就會(huì)導(dǎo)致過(guò)大的諧波電流。論文把雙三相永磁同步電機(jī)作為研究對(duì)象,并設(shè)計(jì)控制算法對(duì)其諧波電流進(jìn)行抑制。首先,論文對(duì)在自然坐標(biāo)系下的雙三相永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行推導(dǎo)說(shuō)明,再通過(guò)矢量空間解耦變換對(duì)其模型進(jìn)行解耦并搭建相應(yīng)的仿真模型。通過(guò)數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)分析逆變器死區(qū)對(duì)雙三相永磁同步電機(jī)諧波電流的影響,于矢量空間解耦坐標(biāo)系下在Simulink里搭建包含逆變器死區(qū)的仿真模型,對(duì)雙三相永磁同步電機(jī)諧波電流進(jìn)行仿真對(duì)比分析。其次,詳細(xì)的分析了準(zhǔn)比例諧振控制器的基本原理以及為什么要在諧波子平面上采用準(zhǔn)PR控制器來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PI控制。針對(duì)傳統(tǒng)的PI控制在諧波子平面上難以對(duì)周期信號(hào)進(jìn)行無(wú)靜差的跟蹤調(diào)節(jié),采用Bode圖來(lái)詳細(xì)的分析準(zhǔn)比例諧振控制器如何在諧波子平面進(jìn)行無(wú)靜差跟蹤以及各個(gè)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的影響。為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)降低參數(shù)調(diào)節(jié)的難度,采用將兩個(gè)準(zhǔn)比例諧振控制器進(jìn)行并聯(lián)的方式,給出其數(shù)學(xué)模型并得出其Bode圖來(lái)驗(yàn)證其可行性。由于單... 

【文章來(lái)源】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

六相電機(jī)按空間分布結(jié)構(gòu)圖

沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文8a表貼式b內(nèi)置式圖2.2六相電機(jī)按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)劃分圖Fig.2.2Thediagramofsix-phasemotordividedbyrotorstructure2.2.2自然坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型本文所建立的雙三相永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型表現(xiàn)的是電機(jī)內(nèi)部各物理量之間的相互關(guān)系，通過(guò)對(duì)各部分之間的物理定義和機(jī)械關(guān)系來(lái)推導(dǎo)出電機(jī)內(nèi)各物理量具體的數(shù)學(xué)關(guān)系。由于現(xiàn)實(shí)建模中很難精準(zhǔn)的推導(dǎo)出所有的數(shù)學(xué)模型，為了簡(jiǎn)化分析，通常需要假設(shè)理想永磁電機(jī)含有以下假設(shè)條件[56]：（1）不計(jì)繞組之間的互感以及轉(zhuǎn)子中不加入阻尼繞組；（2）定、轉(zhuǎn)子表面光滑，定、轉(zhuǎn)子所產(chǎn)生的氣隙磁場(chǎng)作正弦分布；（3）永磁體磁勢(shì)恒定并且電機(jī)的各參數(shù)不受溫度升高所帶來(lái)的的影響；（4）不計(jì)渦流、鐵芯磁飽和效應(yīng)以及磁滯損耗。自然坐標(biāo)系下雙三相永磁同步電機(jī)的電壓和磁鏈方程分別為：ssssssssfdURIdtLI（2.1）其中，Us為定子電壓（單位V），Us=[uAuBuCuDuEuF]T；Rs為定子電阻（單位Ω），Rs=diag[RRRRRR]；Is為定子電流（單位A），Is=[iAiBiCiDiEiF]T；ψs為定子磁鏈（單位Wb），ψs=[ψAψBψCψDψEψF]T；λs為磁鏈系數(shù)矩陣，λs=[cosθecos(θe-2π/3)cos(θe-4π/3)cos(θe-π/6)cos(θe-5π/6)cos(θe-3π/2)]T；θe表示A相繞組軸線(xiàn)和轉(zhuǎn)子縱軸之間的電角度夾角；ψf為磁鏈幅值（單位Wb）；Ls為定子電感矩陣。雙三相電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩可以通過(guò)從機(jī)電能量轉(zhuǎn)化的角度出發(fā)，通過(guò)磁場(chǎng)儲(chǔ)能對(duì)機(jī)械角度求偏導(dǎo)得出：Tenssm1()2TPI（2.2）

第2章雙三相永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型9其中，Te為電磁轉(zhuǎn)矩，Pn為極對(duì)數(shù)，θm機(jī)械角度。雙三相電機(jī)的運(yùn)動(dòng)方程為：meLm1(TT)dwBwdtJ（2.3）其中，B表示電機(jī)的阻尼系數(shù)，J表示電機(jī)的轉(zhuǎn)矩慣量，wm表示電機(jī)的機(jī)械角速度，TL為負(fù)載轉(zhuǎn)矩。如果不能對(duì)雙三相PMSM中的各個(gè)物理量進(jìn)行解耦，那么這個(gè)系統(tǒng)將難以分析并且很難實(shí)現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行有效的控制。對(duì)于雙三相電機(jī)的解耦問(wèn)題，可以從三相電機(jī)的解耦中得到啟發(fā)，通過(guò)矢量空間坐標(biāo)變換，把在自然坐標(biāo)系中隨時(shí)間變化的具有強(qiáng)耦合性的電壓電流轉(zhuǎn)化到三個(gè)相互正交的子平面上，實(shí)現(xiàn)其相互之間的解耦變換。2.3雙三相PMSM的矢量空間解耦變換控制系統(tǒng)中，將直流電通入如圖2.3所示的逆變橋中，可以變換成頻率、幅值、相位可以任意變換的交流量，再把這個(gè)交流量傳輸?shù)诫p三相PMSM定子繞組上用以驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。圖2.3雙三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制圖Fig.2.3ThedrivingcontroldiagramofDualthreephasemotor根據(jù)需要找到一組相互正交的六維矢量進(jìn)過(guò)變換轉(zhuǎn)發(fā)才一組標(biāo)準(zhǔn)正交基來(lái)對(duì)雙三相PMSM中的各變量進(jìn)行相互解耦。雙三相PMSM不同次數(shù)諧波矢量形式可以做如下定義：k()cos()cos(4)cos(8)cos()cos(5)cos(9)Swtkwtkwtkwtkwtkwtkwt（2.4）其中，δ=π/6，k=1,3,5…表示諧波次數(shù)。不同次數(shù)的諧波向量Sk(wt)對(duì)應(yīng)不同的時(shí)間函數(shù)。在式（2.4）中，當(dāng)k=1時(shí)，分別令wt=0和wt=π/2，則得到一個(gè)α-β子空間：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[4]雙三相永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究[D]. 楊金波.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
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[6]船舶電力推進(jìn)六相同步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)研究[D]. 張敬南.哈爾濱工程大學(xué) 2009
[7]多電平六相同步電機(jī)變頻調(diào)速全數(shù)字控制技術(shù)研究[D]. 姚文熙.浙江大學(xué) 2005
[8]多相永磁同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)控制方法的研究[D]. 歐陽(yáng)紅林.湖南大學(xué) 2005

碩士論文
[1]雙三相電機(jī)矢量控制及容錯(cuò)控制策略研究[D]. 張平.浙江大學(xué) 2014
[2]逆變器帶非線(xiàn)性負(fù)載的控制方法研究[D]. 方超.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[3]雙Y移30度永磁同步電機(jī)矢量控制策略研究[D]. 任遠(yuǎn).浙江大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3483831