本文關鍵詞：共直流母線開繞組永磁同步電機零序電流抑制研究

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【摘要】：近年來,隨著高性能稀土永磁材料、電力電子開關器件、脈沖寬度調制技術及電機控制技術的發(fā)展,永磁同步電機(PMSM)得到了快速發(fā)展,并以其功率密度高、轉矩慣性比高、效率高及磁鋼結構靈活多變等優(yōu)異的性能,被廣泛地應用于風力發(fā)電、交流伺服及傳動等領域。為滿足高壓大功率的需求,可對傳統的PMSM電機結構進行改造,將電機定子繞組兩端均開路,并由兩個變流器進行饋電,得到開繞組(OW) PMSM電機結構。本文從理論分析、數學建模、仿真分析及實驗驗證四個方面研究OW-PMSM在共直流母線下的運行技術,包括零軸等效電路分析及零序電流的抑制技術。 本文推導了OW-PMSM在同步旋轉坐標系(d-q-0坐標系)下的數學模型,并著重分析了隔離型和共直流母線型兩種OW-PMSM結構下的零軸等效電路,發(fā)現共直流母線型OW-PMSM結構存在零序電流通路,在變流器調制產生的共模電壓和永磁體自身反電勢零序分量共同作用下,會在OW-PMSM繞組內產生零序電流,影響開繞組永磁同步電機運行效率和穩(wěn)定性�；诖朔治�,本文提出了以下三種零序電流抑制技術： 1)研究了零序電流閉環(huán)控制技術,通過控制變流器輸出共模電壓來補償反電勢零序分量,從而抑制零序電流。分析零軸等效電路結構,提出了基于補償電阻和零序電感共模電壓的零序電流抑制策略,并且分析了SPWM和SVPWM對共模電壓調制的原理,及共模電壓對直流電壓利用率的影響,然而該方法需要多個低通濾波器和比例積分控制器,致使系統結構復雜。 2)由于反電勢零序分量和電流零序分量主要以三次諧波存在,為簡化控制系統,本文提出了基于比例諧振控制器(PR)的零序電流抑制策略,并分析了電機參數變化、諧振器參數變化、轉速變化及反電勢諧波對系統的影響,然而該方法只能對單一頻率(三次諧波)的零序電流進行抑制。 3)當反電勢零序分量需要考慮3、9、15次等多次諧波時,為同時對多次諧波進行控制,本文提出了基于重復控制器(RC)的零序電流抑制策略,并且介紹了系統的設計方法,及穩(wěn)定性分析。 最后,本文搭建了共直流母線OW-PMSM的發(fā)電系統的仿真模型,及1kW的樣機實驗系統,對所提出三種零序電流抑制方法的有效性進行了驗證。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM341

【參考文獻】

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本文編號：1215710