本文關(guān)鍵詞：五相雙轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)的矢量控制與容錯運(yùn)行

  更多相關(guān)文章： 五相 雙轉(zhuǎn)子 串聯(lián)驅(qū)動 并聯(lián)驅(qū)動 矢量控制 容錯運(yùn)行 三次諧波

【摘要】：近年來,由于環(huán)境治理和節(jié)能減排的需要,電動汽車引起了廣泛的關(guān)注。作為電動汽車的能源轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵組成部件,驅(qū)動電機(jī)的研究也進(jìn)入了研究熱潮。電動汽車對車用電動機(jī)的特性需求為:轉(zhuǎn)矩密度盡量高,可以有效減小在車身中的占有體積;調(diào)速性能好;穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速平穩(wěn);可靠性高,允許出現(xiàn)故障后的電機(jī)能以一定的轉(zhuǎn)矩輸出能力持續(xù)工作一段時間。結(jié)合了多相技術(shù)和高功率密度雙轉(zhuǎn)子技術(shù)的五相雙轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)(Dual-rotor Permanent Magnet Synchronous Motor,DRPMSM)滿足車載電機(jī)上述的一切要求,本文將針對此類電機(jī)研究高性能的控制策略和故障后的容錯運(yùn)行控制策略。首先,針對雙轉(zhuǎn)子電機(jī)由內(nèi)電機(jī)和外電機(jī)組成的結(jié)構(gòu)特性,結(jié)合電機(jī)的兩種驅(qū)動方式:串聯(lián)驅(qū)動和并聯(lián)驅(qū)動,并在考慮兩套繞組之間互感矩陣的條件下,分別建立了兩種不同驅(qū)動方式下電機(jī)在自然坐標(biāo)系和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。為電機(jī)實(shí)現(xiàn)矢量控制和內(nèi)外電機(jī)的解耦控制提供了理論基礎(chǔ)。其次本文探討了電機(jī)正常運(yùn)行時的高性能控制策略。重點(diǎn)研究了電機(jī)的空間矢量控制策略,把已有的三相電機(jī)的空間矢量控制策略(SVPWM)推廣至五相DRPMSM中,闡述了兩種不同的五相SVPWM(相鄰兩大矢量合成方式和相鄰四矢量的合成方式)實(shí)現(xiàn)方式,并進(jìn)行了性能方面的比較。最后在本文的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了相鄰四矢量的實(shí)現(xiàn)方式,雖然此種實(shí)現(xiàn)方式母線電壓利用率有所降低,但可以有效的減少輸出諧波,限制三次諧波電流。再次,本文分析了電機(jī)在串聯(lián)和并聯(lián)兩種不同的驅(qū)動方式下的容錯控制策略。由于本電機(jī)工作時外電機(jī)單元中含有大量的三次諧波成分,因此在本電機(jī)中注入含有特定含量的三次諧波的電流以提高電機(jī)的平均電磁轉(zhuǎn)矩,降低轉(zhuǎn)矩波動。任意一側(cè)電機(jī)的一相或者兩相故障類型都在本文中進(jìn)行了研究。本文亦探究了一側(cè)電機(jī)故障時對另一側(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)矩特性的影響。有限元分析結(jié)果驗(yàn)證了此方法求出的容錯電流的有效性。最后,本文設(shè)計(jì)了五相DRPMSM的聯(lián)合仿真模型和控制驅(qū)動系統(tǒng)。首先,搭建了以FPGA為控制核心,以逆變器為主電路的實(shí)驗(yàn)平臺。利用此實(shí)驗(yàn)平臺在電機(jī)上實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的最近四矢量空間矢量的控制,驗(yàn)證了內(nèi)外電機(jī)的解耦性和矢量控制策略的有效性。其次,基于Simulink-simplorer-Maxwell,設(shè)計(jì)了電機(jī)聯(lián)合仿真模型,并在此聯(lián)合仿真模型的基礎(chǔ)上對本文提出的容錯控制策略進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：五相 雙轉(zhuǎn)子 串聯(lián)驅(qū)動 并聯(lián)驅(qū)動 矢量控制 容錯運(yùn)行 三次諧波
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM341
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 本課題的研究背景及研究意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述12-19
• 1.2.1 多相電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)研究現(xiàn)狀分析12-14
• 1.2.2 雙轉(zhuǎn)子電機(jī)的研究現(xiàn)狀分析14-16
• 1.2.3 多相電機(jī)容錯控制策略研究現(xiàn)狀分析16-19
• 1.3 本文主要工作19-21
• 第2章 五相雙轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型21-38
• 2.1 五相雙轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)工作原理及工作方式21-22
• 2.2 推廣的五相Park變換矩陣22-24
• 2.3 串聯(lián)驅(qū)動模式下五相DRPMSM的數(shù)學(xué)模型24-32
• 2.3.1 串聯(lián)驅(qū)動自然坐標(biāo)系下的方程25-30
• 2.3.2 串聯(lián)驅(qū)動同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的方程30-32
• 2.4 并聯(lián)驅(qū)動模式下五相DRPMSM的數(shù)學(xué)模型32-36
• 2.4.1 并聯(lián)驅(qū)動自然坐標(biāo)系下的方程32-34
• 2.4.2 并聯(lián)驅(qū)動在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型34-36
• 2.5 本章小結(jié)36-38
• 第3章 五相雙轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)的控制策略研究38-49
• 3.1 五相DRPMSM的串聯(lián)驅(qū)動控制策略38-46
• 3.1.1 五相DRPMSM的空間矢量控制方法39-45
• 3.1.2 五相DRPMSM的滯環(huán)控制方法45-46
• 3.2 五相DRPMSM的并聯(lián)驅(qū)動控制策略46-48
• 3.3 本章小結(jié)48-49
• 第4章 五相雙轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)開路故障容錯分析49-73
• 4.1 多相電機(jī)容錯控制基礎(chǔ)49-51
• 4.2 串聯(lián)驅(qū)動模式開路容錯運(yùn)行51-59
• 4.2.1 一相開路容錯控制51-55
• 4.2.2 不相鄰兩相開路時的容錯控制55-56
• 4.2.3 相鄰兩相開路時的容錯控制56-59
• 4.3 并聯(lián)驅(qū)動模式開路容錯運(yùn)行59-72
• 4.3.1 一相開路故障容錯控制59-64
• 4.3.2 一側(cè)電機(jī)正常運(yùn)行，另一側(cè)電機(jī)兩相開路的故障容錯控制64-68
• 4.3.3 一側(cè)電機(jī)一相開路，，另一側(cè)電機(jī)兩相開路的故障容錯控制68-70
• 4.3.4 內(nèi)外電機(jī)同時兩相開路故障容錯控制70-72
• 4.4 本章小結(jié)72-73
• 第5章 實(shí)驗(yàn)和仿真驗(yàn)證73-91
• 5.1 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺搭建73-83
• 5.1.1 驅(qū)動電路設(shè)計(jì)73-75
• 5.1.2 控制器設(shè)計(jì)75-83
• 5.2 五相DRPMSM最近四矢量SVPWM控制實(shí)驗(yàn)83-85
• 5.3 容錯策略的聯(lián)合仿真驗(yàn)證85-90
• 5.4 本章小結(jié)90-91
• 結(jié)論與展望91-93
• 參考文獻(xiàn)93-99
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單99-100
• 致謝100

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高宏偉;楊貴杰;劉劍;趙品志;;三次諧波注入式五相永磁同步電機(jī)氣隙磁勢分析[J];電機(jī)與控制學(xué)報;2013年10期

2 艾永樂;王玉梅;KAMPER Marrten;;梯形波相電流驅(qū)動六相感應(yīng)電機(jī)建模與控制[J];電機(jī)與控制學(xué)報;2012年03期

3 姜海博;黃進(jìn);康敏;;單繞組五相永磁無軸承電機(jī)的SVPWM控制[J];電工技術(shù)學(xué)報;2011年01期

4 彭海濤;何志偉;余海闊;;電動汽車用永磁同步電機(jī)的發(fā)展分析[J];微電機(jī);2010年06期

5 楊金波;楊貴杰;李鐵才;;雙三相永磁同步電機(jī)的建模與矢量控制[J];電機(jī)與控制學(xué)報;2010年06期

6 魏克銀;劉德志;歐陽斌;翟小飛;晏明;盧露;;一種帶線性動態(tài)負(fù)載的十二相飛輪儲能發(fā)電機(jī)系統(tǒng)[J];電工技術(shù)學(xué)報;2010年01期

7 趙品志;楊貴杰;劉春龍;;五相電壓源逆變器SVPWM優(yōu)化算法[J];電機(jī)與控制學(xué)報;2009年04期

8 趙文祥;程明;花為;楊正專;;雙凸極永磁電機(jī)故障分析與容錯控制策略[J];電工技術(shù)學(xué)報;2009年04期

9 向東;于飛;;考慮阻尼繞組的五相PMSM數(shù)學(xué)模型及等效電路[J];電機(jī)與控制學(xué)報;2008年06期

10 薛山;溫旭輝;王又瓏;;多相永磁同步電機(jī)多維控制技術(shù)[J];電工技術(shù)學(xué)報;2008年09期

本文編號：557388