本文關鍵詞：飛輪儲能系統(tǒng)永磁同步電機寬范圍調(diào)速技術研究

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【摘要】：飛輪儲能系統(tǒng)將電能以機械能形式儲存,其電機控制策略需具備弱磁控制模式,即運行于額定轉速之上,當需儲存的電能過大時,為增強飛輪儲能系統(tǒng)的儲能容量,對電機進行過調(diào)制控制,所以飛輪儲能系統(tǒng)需要寬范圍調(diào)速。由于電機控制系統(tǒng)即逆變器輸出電壓、電流受限,故電機運行于額定轉速之上時電機反電動勢會達到最大值,電流調(diào)節(jié)器也會飽和,這將導致電磁轉矩、電流以及轉速等性能的下降。而永磁同步電機寬范圍調(diào)速技術可使電機低速恒轉矩運行、高速恒功率運行,可有效地提高系統(tǒng)的動態(tài)性能；電壓空間矢量調(diào)制策略(SVPWM)的母線電壓利用率比普通的SPWM調(diào)制策略高出15.5%,采用過調(diào)制技術后,運行于六拍模式時的母線電壓利用率最高,因此,利用過調(diào)制技術,可以提升采用弱磁控制時的電機直流母線的可利用電壓裕度。論文針對永磁同步電機的寬范圍調(diào)速策略,建立了永磁同步電機的數(shù)學模型,包括永磁同步電機的動態(tài)模型和交流小信號模型。針對電機反電動勢達到最大值,轉速無法繼續(xù)提升的問題,分析了基于負id補償?shù)娜醮趴刂撇呗�。為提高控制系統(tǒng)的母線電壓利用率,分析了等幅值和等相角的過調(diào)制控制策略。在深入研究業(yè)內(nèi)在該領域已由成果的基礎上,總結出了一種提升永磁同步電機高速帶載能力的控制策略,該控制策略能克服電機在最高轉速時無法帶載的弱點,可靠性高、易于實現(xiàn)。實現(xiàn)該控制策略的算法由永磁同步電機最大轉矩電流比控制、弱磁控制及電壓空間矢量過調(diào)制控制組成。弱磁控制采用基于負id補償法,過調(diào)制控制采用雙模式過調(diào)制控制策略,為驗證該控制策略,建立了內(nèi)置式永磁同步電機的仿真模型,搭建了實驗平臺,并進行了仿真和實驗研究,驗證了該控制策略可行、有效和準確性。
【關鍵詞】：永磁同步電機 寬范圍調(diào)速 弱磁 過調(diào)制
【學位授予單位】：北方工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM341
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-16
• 1.1 課題研究背景與意義8-9
• 1.2 飛輪儲能系統(tǒng)研究現(xiàn)狀9-13
• 1.3 永磁同步電機寬范圍調(diào)速技術研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 課題研究內(nèi)容15-16
• 第二章 永磁同步電機弱磁控制與過調(diào)制策略研究16-36
• 2.1 永磁同步電機弱磁控制原理16-30
• 2.1.1 永磁同步電機的動態(tài)模型16-21
• 2.1.2 永磁同步電機交流小信號模型21-25
• 2.1.3 最大轉矩電流比控制與弱磁控制25-30
• 2.2 永磁同步電機過調(diào)制控制原理30-36
• 2.2.1 脈沖寬度調(diào)制原理30-33
• 2.2.2 過調(diào)制控制原理33-36
• 第三章 弱磁與過調(diào)制控制策略仿真研究36-41
• 3.1 仿真模型搭建36-37
• 3.2 仿真結果分析37-41
• 第四章 弱磁與過調(diào)制控制系統(tǒng)實驗平臺41-49
• 4.1 實驗平臺結構41-47
• 4.1.1 實驗平臺主電路41-43
• 4.1.2 實驗平臺控制電路43-47
• 4.2 實驗平臺調(diào)試47-49
• 第五章 控制系統(tǒng)軟件設計與實驗研究49-57
• 5.1 控制系統(tǒng)軟件設計49-50
• 5.2 實驗結果及分析50-57
• 5.2.1 最大轉矩電流比控制實驗50-51
• 5.2.2 弱磁控制實驗51-54
• 5.2.3 過調(diào)制實驗54-57
• 第六章 結論與展望57-58
• 參考文獻58-62
• 在學期間的研究成果62-63
• 致謝63

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本文編號：814509