本文關(guān)鍵詞：開放式繞組異步電機及其容錯控制系統(tǒng)研究

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【摘要】：隨著我國汽車保有量不斷增加,汽車燃油的大量消耗導(dǎo)致石油資源的日益枯竭,同時帶來嚴重的大氣污染,因而大力發(fā)展電動汽車具有重要意義。異步電機具有價格便宜,結(jié)構(gòu)簡單可靠等優(yōu)點,是目前電動汽車上最主要的電機。同時開放式繞組具有和傳統(tǒng)三電平逆變器同樣的輸出電壓,且具有很強的容錯能力,近年來已逐步運用于電動汽車。然而電機驅(qū)動系統(tǒng)直接關(guān)系到其承載的人身安全,因此需提高控制系統(tǒng)的可靠性,為此需要對開放式繞組異步電機進行容錯控制研究。本文首先從開放式繞組異步電機的結(jié)構(gòu)上,建立了其在不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)其在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,完成了MATLAB建模。分析了按轉(zhuǎn)子磁場定向的開放式繞組異步電機矢量控制系統(tǒng)。針對單電源供電開放式繞組系統(tǒng)零序電壓和電流的問題,給出了相應(yīng)的抑制方法。說明了開關(guān)管和繞組故障辨識方法,并在保證空間電壓矢量不變的情況下,給出了控制方法,實現(xiàn)系統(tǒng)的容錯控制。針對雙電源供電系統(tǒng),研究了雙逆變器共模電壓的抑制方法。在故障辨識的基礎(chǔ)上,比較了采用兩相容錯和三相容錯控制系統(tǒng)。隨后,利用MATLAB/Simulink對上述研究進行仿真,仿真結(jié)果證實理論研究的正確性。針對開放式繞組異步電機及其容錯控制系統(tǒng),本文采用Freescale公司的DSP芯片MC56F8346處理器,完成了整個系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計,在此基礎(chǔ)上完成相關(guān)實驗,實驗結(jié)果表明,開放式繞組異步電機矢量控制的可行性,同時能夠?qū)崿F(xiàn)開關(guān)管或繞組故障的容錯運行。
【關(guān)鍵詞】：開放式繞組 異步電機 容錯控制 空間電壓矢量 矢量控制
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM343;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注釋表11-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 課題背景12-13
• 1.2 課題的研究現(xiàn)狀和意義13-18
• 1.2.1 開放式繞組驅(qū)動系統(tǒng)13-15
• 1.2.2 異步電機容錯控制系統(tǒng)15-18
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容18-19
• 第二章 開放式繞組異步電機矢量控制系統(tǒng)19-27
• 2.1 引言19
• 2.2 開放式繞組異步電機建模19-24
• 2.2.1 三相靜止坐標(biāo)系下開放式繞組異步電機數(shù)學(xué)模型20-21
• 2.2.2 兩相靜止坐標(biāo)系下開放式繞組異步電機數(shù)學(xué)模型21-22
• 2.2.3 兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下開放式繞組異步電機數(shù)學(xué)模型22-23
• 2.2.4 開放式繞組異步電機的MATLAB數(shù)學(xué)模型23-24
• 2.3 開放式繞組異步電機矢量控制24-26
• 2.3.1 矢量控制技術(shù)基礎(chǔ)24
• 2.3.2 按轉(zhuǎn)子磁場定向的開放式繞組異步電機矢量控制24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 單電源供電開放式繞組異步電機及其容錯控制27-46
• 3.1 引言27-28
• 3.2 雙電源供電與單電源供電系統(tǒng)對比28
• 3.3 單電源供電開放式繞組SVPWM調(diào)制策略及零序電流抑制28-33
• 3.3.1 空間矢量調(diào)制技術(shù)基礎(chǔ)28-29
• 3.3.2 開放式繞組SVPWM調(diào)制策略29-31
• 3.3.3 零序電流抑制方法31-33
• 3.4 故障診斷33-36
• 3.5 故障重構(gòu)36-37
• 3.6 單電源供電開放式繞組異步電機容錯控制方案37-39
• 3.6.1 容錯控制特點38-39
• 3.6.2 容錯控制方法39
• 3.7 仿真驗證39-42
• 3.8 實驗驗證42-45
• 3.9 本章小結(jié)45-46
• 第四章 雙電源供電開放式繞組異步電機及其容錯控制46-55
• 4.1 引言46-47
• 4.2 雙電源供電開放式繞組SVPWM調(diào)制策略及共模電壓抑制47-48
• 4.3 容錯控制方案48-51
• 4.3.1 故障后的空間電壓矢量48
• 4.3.2 故障容錯運行48-51
• 4.4 仿真驗證51-52
• 4.5 實驗驗證52-54
• 4.6 本章小結(jié)54-55
• 第五章 硬件平臺搭建和軟件算法設(shè)計55-68
• 5.1 引言55
• 5.2 硬件設(shè)計55-62
• 5.2.1 主功率模塊及其驅(qū)動設(shè)計56-57
• 5.2.2 采樣調(diào)理保護電路設(shè)計57-59
• 5.2.3 保護電路設(shè)計59-60
• 5.2.4 主控制電路設(shè)計60-61
• 5.2.5 通訊電路設(shè)計61-62
• 5.3 軟件算法設(shè)計62-67
• 5.3.1 軟件開發(fā)環(huán)境62-63
• 5.3.2 光電編碼器測速設(shè)計63-65
• 5.3.3 CPLD保護設(shè)計65
• 5.3.4 軟件總體設(shè)計65-67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 第六章 總結(jié)與展望68-70
• 6.1 全文工作總結(jié)68
• 6.2 后續(xù)工作展望68-70
• 參考文獻70-75
• 致謝75-76
• 在學(xué)期間研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文76

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本文編號：819580