本文關(guān)鍵詞：五相永磁同步電機驅(qū)動及容錯控制的研究

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【摘要】：隨著自然資源的日益匱乏,人類的節(jié)能觀念越來越強烈。五相永磁同步電機(FP-PMSM)與傳統(tǒng)的三相電機相比,具有功率密度高、轉(zhuǎn)矩波動小、低壓大功率傳動、容錯運行和可靠性好的特性。FP-PMSM控制系統(tǒng)很適合應(yīng)用到電動汽車、航天等場合,且當(dāng)今的市場上還沒有成熟的FP-PMSM控制器。為此,本文對五相永磁同步電機控制系統(tǒng)模型、SVPWM技術(shù)、半橋結(jié)構(gòu)下矢量控制及單相開路運行、五相六橋臂下單相開路時的容錯控制進(jìn)行了研究。最后,通過實驗驗證了相關(guān)算法的可行性。首先,對FP-PMSM控制系統(tǒng)進(jìn)行了理論分析。本文從五相電機的自然數(shù)學(xué)模型分析,得出了擴(kuò)展的五相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換,建立了直交軸解耦后的電機數(shù)學(xué)模型。在此基礎(chǔ)上,建立了電機控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型,分析了轉(zhuǎn)速與電流PI調(diào)節(jié)器的設(shè)計。在Simulink里,搭建了電機的仿真模型。其次,對五相半橋SVPWM技術(shù)進(jìn)行了研究。在電機正常運行時,五相六橋臂的逆變器,由于中性點電流為零,就退變?yōu)槲逑喟霕蚪Y(jié)構(gòu),本文采用了0di?的矢量控制。對相鄰雙矢量(NTV-SVPWM)與相鄰四矢量(NFV-SVPWM)進(jìn)行了理論分析與仿真驗證。針對NFV-SVPWM中出現(xiàn)的低母線利用率問題,進(jìn)行了過調(diào)制的研究。仿真結(jié)果驗證了優(yōu)化后的NFV-SVPWM的正確性,并利用此調(diào)制算法進(jìn)行了0di?的矢量控制的仿真。再次,針對五相電機單相開路故障下的容錯運行條件,本文對五相半橋與五相六橋臂拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下控制策略進(jìn)行了相關(guān)研究。根據(jù)磁動勢不變的原則,進(jìn)行了五相半橋等電流幅值滯環(huán)控制策略的分析與仿真驗證。五相六橋臂可以實現(xiàn)每相解耦控制,為了簡化容錯算法,本文提出了五相六橋臂下的矢量控制策略,并進(jìn)行了仿真驗證。同時,為了減小五相半橋下的電流波動率,本文提出了最小相電流誤差的滯環(huán)控制方法,解決了五相半橋下的電流滯環(huán)頻率不固定且轉(zhuǎn)矩波動大的問題。最后,本文在基于DSP F28M36的硬件平臺上,進(jìn)行了五相半橋結(jié)構(gòu)下兩種SVPWM算法的實驗,并對有無過調(diào)制的NFV-SVPWM算法進(jìn)行了實驗對比。同時,針對電機正常運行時的電流閉環(huán)控制進(jìn)行了實驗驗證。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM341

【參考文獻(xiàn)】

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1 趙光連;王龍生;;高效節(jié)能電機節(jié)能效果分析及推廣前景[J];科技視界;2013年24期

2 高青松;;高效節(jié)能電機在電廠中的應(yīng)用研究[J];科技信息;2012年33期

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本文編號：1176187