雙三相永磁同步電機相比于三相永磁同步電機具有可靠性高、轉(zhuǎn)矩波動小、容錯能力強等特點,適合將其應(yīng)用于船舶、航空航天及電動汽車等方向。但是雙三相永磁同步電機由于含有諧波子空間,較小的電壓畸變就會導(dǎo)致過大的諧波電流。論文把雙三相永磁同步電機作為研究對象,并設(shè)計控制算法對其諧波電流進行抑制。首先,論文對在自然坐標(biāo)系下的雙三相永磁同步電機結(jié)構(gòu)進行推導(dǎo)說明,再通過矢量空間解耦變換對其模型進行解耦并搭建相應(yīng)的仿真模型。通過數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)分析逆變器死區(qū)對雙三相永磁同步電機諧波電流的影響,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,對雙三相永磁同步電機諧波電流進行仿真對比分析。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控制器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的PI控制。針對傳統(tǒng)的PI控制在諧波子平面上難以對周期信號進行無靜差的跟蹤調(diào)節(jié),采用Bode圖來詳細(xì)的分析準(zhǔn)比例諧振控制器如何在諧波子平面進行無靜差跟蹤以及各個參數(shù)對系統(tǒng)調(diào)節(jié)的影響。為了簡化系統(tǒng)降低參數(shù)調(diào)節(jié)的難度,采用將兩個準(zhǔn)比例諧振控制器進行并聯(lián)的方式,給出其數(shù)學(xué)模型并得出其Bode圖來驗證其可行性。由于單... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

六相電機按空間分布結(jié)構(gòu)圖

沈陽工業(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數(shù)學(xué)模型表現(xiàn)的是電機內(nèi)部各物理量之間的相互關(guān)系，通過對各部分之間的物理定義和機械關(guān)系來推導(dǎo)出電機內(nèi)各物理量具體的數(shù)學(xué)關(guān)系。由于現(xiàn)實建模中很難精準(zhǔn)的推導(dǎo)出所有的數(shù)學(xué)模型，為了簡化分析，通常需要假設(shè)理想永磁電機含有以下假設(shè)條件[56]：（1）不計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)生的氣隙磁場作正弦分布；（3）永磁體磁勢恒定并且電機的各參數(shù)不受溫度升高所帶來的的影響；（4）不計渦流、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。雙三相電機的電磁轉(zhuǎn)矩可以通過從機電能量轉(zhuǎn)化的角度出發(fā)，通過磁場儲能對機械角度求偏導(dǎo)得出：Tenssm1()2TPI（2.2）

第2章雙三相永磁同步電機數(shù)學(xué)模型9其中，Te為電磁轉(zhuǎn)矩，Pn為極對數(shù)，θm機械角度。雙三相電機的運動方程為：meLm1(TT)dwBwdtJ（2.3）其中，B表示電機的阻尼系數(shù)，J表示電機的轉(zhuǎn)矩慣量，wm表示電機的機械角速度，TL為負(fù)載轉(zhuǎn)矩。如果不能對雙三相PMSM中的各個物理量進行解耦，那么這個系統(tǒng)將難以分析并且很難實現(xiàn)對其進行有效的控制。對于雙三相電機的解耦問題，可以從三相電機的解耦中得到啟發(fā)，通過矢量空間坐標(biāo)變換，把在自然坐標(biāo)系中隨時間變化的具有強耦合性的電壓電流轉(zhuǎn)化到三個相互正交的子平面上，實現(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，再把這個交流量傳輸?shù)诫p三相PMSM定子繞組上用以驅(qū)動電機運行。圖2.3雙三相電機驅(qū)動控制圖Fig.2.3ThedrivingcontroldiagramofDualthreephasemotor根據(jù)需要找到一組相互正交的六維矢量進過變換轉(zhuǎn)發(fā)才一組標(biāo)準(zhǔn)正交基來對雙三相PMSM中的各變量進行相互解耦。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)對應(yīng)不同的時間函數(shù)。在式（2.4）中，當(dāng)k=1時，分別令wt=0和wt=π/2，則得到一個α-β子空間：

【參考文獻】：
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驅(qū)動技術(shù)研究[D]. 楊金波.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[5]多相感應(yīng)電動機的諧波問題研究[D]. 王鐵軍.華中科技大學(xué) 2009
[6]船舶電力推進六相同步電動機控制系統(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]多相永磁同步電動機調(diào)速系統(tǒng)控制方法的研究[D]. 歐陽紅林.湖南大學(xué) 2005

碩士論文
[1]雙三相電機矢量控制及容錯控制策略研究[D]. 張平.浙江大學(xué) 2014
[2]逆變器帶非線性負(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度永磁同步電機矢量控制策略研究[D]. 任遠(yuǎn).浙江大學(xué) 2012



本文編號：3483831