【摘要】：近年來(lái),艦船電力推進(jìn)、電動(dòng)汽車和多電飛機(jī)等行業(yè)迅速發(fā)展,對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩、效率和容錯(cuò)運(yùn)行能力等性能的要求越來(lái)越高,促使人們對(duì)新型特種電機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步研究�？刂�、電力電子、傳感器和微電子技術(shù)的發(fā)展,推動(dòng)了多相永磁電機(jī)及其控制系統(tǒng)的應(yīng)用。本文針對(duì)具有梯形波反電勢(shì)的五相永磁電機(jī),研究其諧波電流注入控制的方法,以及注入諧波電流對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的提升作用。首先,根據(jù)多相永磁電機(jī)特征,建立多相永磁電機(jī)在自然坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)建模,并基于擴(kuò)展派克變換得到電機(jī)的多維d-q模型。在此基礎(chǔ)上,建立了多相永磁電機(jī)矢量控制系統(tǒng),重點(diǎn)對(duì)電流控制策略進(jìn)行了分析。其次,研究了電機(jī)控制系統(tǒng)中SVPWM控制策略。對(duì)五相SVPWM的空間電壓矢量特征進(jìn)行分析,分析了傳統(tǒng)SVPWM策略的局限性。根據(jù)正交矢量多維SVPWM的特征,對(duì)一種改進(jìn)的雙d-q子空間SVPWM控制策略進(jìn)行了研究,針對(duì)其不足之處,提出了改進(jìn)措施。接著,基于TI公司的一款DSP(TMS320F28335),設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了的多相永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制器,對(duì)其硬件電路以及AD采樣、PWM輸出、電機(jī)轉(zhuǎn)速檢測(cè)等核心環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì);對(duì)驅(qū)動(dòng)器軟件設(shè)計(jì)的主要環(huán)節(jié),包括整體控制流程、電流坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、空間矢量脈寬調(diào)制、SVPWM生成等進(jìn)行了程序編寫(xiě)和調(diào)試。最后,對(duì)多相永磁電機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試,驗(yàn)證了電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性和算法的有效性。給定不同的諧波與基波電流幅值比,測(cè)量了電機(jī)的電流和轉(zhuǎn)矩?cái)?shù)據(jù),結(jié)果表明,電機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)諧波電流的準(zhǔn)確控制。同時(shí),也對(duì)五相永磁同步電機(jī)電流中注入三次諧波,可提升轉(zhuǎn)矩的效果進(jìn)行了驗(yàn)證。
[Abstract]:In recent years, with the rapid development of ship electric propulsion, electric vehicle and multi-electric aircraft, the requirements of motor torque, efficiency and fault-tolerant operation ability are more and more high, which urges people to further study the new type of special motor. The development of control, power electronics, sensor and microelectronics technology has promoted the application of multiphase permanent magnet motor and its control system. In this paper, the method of harmonic current injection control and the effect of harmonic current injection on torque of five-phase permanent magnet motor with trapezoidal inverse EMF are studied. Firstly, according to the characteristics of the multi-phase permanent magnet motor, the mathematical model of the multi-phase permanent magnet motor in natural coordinate system is established, and the multi-dimensional d-q model of the motor is obtained based on the extended Parker transform. On this basis, the vector control system of multiphase permanent magnet motor is established, and the current control strategy is analyzed. Secondly, the SVPWM control strategy in motor control system is studied. The space voltage vector characteristics of five-phase SVPWM are analyzed, and the limitations of traditional SVPWM strategy are analyzed. According to the characteristics of orthogonal vector multidimensional SVPWM, an improved double d-q subspace SVPWM control strategy is studied. Then, based on a DSP (TMS320F28335) of TI Company, the multi-phase permanent magnet motor drive controller is designed and developed. The hardware circuit, AD sampling, PWM output, motor speed detection and other key links are designed. The main links of driver software design, including overall control flow, current coordinate conversion, space vector pulse width modulation and SVPWM generation, are programmed and debugged. Finally, the multiphase permanent magnet motor control system is tested, which verifies the rationality of the motor control system design and the validity of the algorithm. The current and torque data of the motor are measured with different amplitude ratio of harmonic to fundamental current. The results show that the motor control system can control the harmonic current accurately. At the same time, the effect of the third harmonic injection into the current of the five-phase permanent magnet synchronous motor (PMSM), which can enhance the torque, is also verified.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM351

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本文編號(hào)：2339399