【摘要】：隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,環(huán)境惡化及能源短缺問題愈發(fā)突出,交通工具的變革日新月異。作為一種高效、環(huán)保的交通工具,電動汽車受到了廣泛關(guān)注。此外,永磁電機(jī)因其高效率、高可靠性、高功率因數(shù)的優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于電動汽車領(lǐng)域。而相比于傳統(tǒng)三相電機(jī),多相永磁電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩和容錯能力都得到較大提升。本文以電動汽車驅(qū)動用五相容錯型永磁同步電機(jī)(Fault-Tolerant Permanent-Magnet Synchronous Motor,FT-PMSM)為研究對象,以矢量控制為基礎(chǔ)進(jìn)行容錯算法設(shè)計,對其應(yīng)用容錯控制策略前后的電磁、機(jī)械等特性進(jìn)行比較研究;仿真和實驗結(jié)果均表明五相FT-PMSM在應(yīng)用容錯控制策略下具有優(yōu)異的電磁特性和機(jī)械特性;研究成果有效地推動了五相FT-PMSM的應(yīng)用及發(fā)展。本文研究的主要內(nèi)容如下:1.通過對五相FT-PMSM本體結(jié)構(gòu)、工作原理、靜態(tài)特性、電壓方程和數(shù)學(xué)模型的分析,并推導(dǎo)出不同坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型之間的坐標(biāo)變換關(guān)系。2.分別圍繞正常和故障容錯狀態(tài)研究了FT-PMSM的CHBPWM矢量控制,故障容錯控制策略的研究基于磁動勢不變和銅耗最小兩種不同原則進(jìn)行,故障類型分為一相開路和兩相開路。3.利用MATLAB/Simulink軟件搭建五相FT-PMSM控制系統(tǒng)仿真模型。分別在電機(jī)正常和故障容錯狀態(tài)下開展仿真研究,對比所獲取的電機(jī)轉(zhuǎn)速、電磁轉(zhuǎn)矩和相電流等波形,初步檢驗算法的正確性,結(jié)果表明五相FT-PMSM在容錯控制策略下運(yùn)行良好。4.基于DSP搭建五相FT-PMSM測試平臺,開展本次研究所需要的軟硬件設(shè)計,包括硬件驅(qū)動電路和系統(tǒng)控制程序的設(shè)計,利用平臺和軟硬件配套實施大量實驗測試。根據(jù)實驗結(jié)果,最終論證五相FT-PMSM容錯控制策略的合理性和可實施性。
【圖文】：

第 章 緒論1.1 課題研究背景與意義隨著地球不可再生資源日趨緊缺及環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重，改變傳統(tǒng)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)變得更加緊迫，新能源技術(shù)[1]的興起和發(fā)展有利于緩和能源供需不平衡的矛盾，也有利于提供環(huán)境污染整治的思路，成為國內(nèi)專家學(xué)者們的熱聊話題。例如在傳統(tǒng)的汽車行業(yè)，燃油汽車已然給城鄉(xiāng)居民生活環(huán)境帶來了不小的污染，而油電混動、純電動汽車因具有節(jié)約能源、綠色環(huán)保和優(yōu)質(zhì)高效的特點(diǎn)，引領(lǐng)著汽車工業(yè)發(fā)展的未來[2]，其研制就獲得了我國政府的專項資金扶持，，在市場的占有率持續(xù)走高，目前純電動城鎮(zhèn)公交已成為主流，家用小型電動汽車也受到深度推廣。國內(nèi)外比較暢銷的兩款新能源汽車如圖 1.1所示，其中圖 1.1(a)是美國特斯拉公司進(jìn)口的 Model X 純電動 SUV，圖 1.1(b)是比亞迪公司國產(chǎn)的秦 EV450 純電動轎車。一

每一相由定子齒上兩套繞組串聯(lián)構(gòu)成，如圖 1.2(a)所示，但往往會存在組發(fā)生開路故障而不能正常工作，1995 年，英國格拉斯哥大學(xué)的 T. J. E. Mi以 8/6 極開關(guān)磁阻電機(jī)為例重新設(shè)計了定子獨(dú)立繞組結(jié)構(gòu)，如圖 1.2(b)所示，提高了電機(jī)容錯性能[23]；同年，英國紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的 A. G. Jack 教授以六相機(jī)為對象并融入容錯理論，研究表明該電機(jī)的故障狀態(tài)與開關(guān)磁阻電機(jī)有所正常還是故障容錯狀態(tài)，較開關(guān)磁阻電機(jī)，永磁容錯電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度更高卡斯?fàn)柎髮W(xué)的 B. C. Mecrow 教授、謝菲爾德大學(xué)的 Z. Q. Zhu 教授、D. How永磁容錯電機(jī)開展了深入的研究，文獻(xiàn)[25]針對一種用于飛機(jī)燃油裝置的永，開展了定子齒繞組優(yōu)化設(shè)計，加強(qiáng)了各套繞組間的獨(dú)立性，文獻(xiàn)[26]基于寬不等、采用分?jǐn)?shù)槽集中繞組的永磁容錯電機(jī)，對比其幾種不同的槽極配比電機(jī)容錯性能、轉(zhuǎn)矩脈動的影響；文獻(xiàn)[27]分別基于四相、五相、六相永磁探究了多相電機(jī)的最優(yōu)槽極配比規(guī)律，分析了其對電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩的影響。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM341

【參考文獻(xiàn)】

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1 楊影;韓冰;陳鑫;涂小衛(wèi);;基于SVM的永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制[J];上海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年05期

2 趙文祥;唐建勛;吉敬華;劉國海;;五相容錯式磁通切換永磁電機(jī)及其控制[J];中國電機(jī)工程學(xué)報;2015年05期

3 李祥林;程明;鄒國棠;李順;;聚磁式場調(diào)制永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)工作原理與靜態(tài)特性[J];電工技術(shù)學(xué)報;2014年11期

4 周孝信;魯宗相;劉應(yīng)梅;陳樹勇;;中國未來電網(wǎng)的發(fā)展模式和關(guān)鍵技術(shù)[J];中國電機(jī)工程學(xué)報;2014年29期

5 高宏偉;楊貴杰;劉劍;;五相電壓源逆變器的空間矢量脈寬調(diào)制方法研究[J];中國電機(jī)工程學(xué)報;2014年18期

6 趙耀;王慧貞;趙曉中;肖嵐;;五相容錯雙凸極發(fā)電機(jī)單相短路故障分析[J];中國電機(jī)工程學(xué)報;2013年30期

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8 高宏偉;楊貴杰;劉劍;趙品志;;三次諧波注入式五相永磁同步電機(jī)氣隙磁勢分析[J];電機(jī)與控制學(xué)報;2013年10期

9 吳一豐;鄧智泉;王宇;王曉琳;;六相永磁容錯磁通切換電機(jī)及其單相故障的容錯控制[J];電工技術(shù)學(xué)報;2013年03期

10 包廣清;李戰(zhàn)明;施進(jìn)浩;;一種新型組合式橫磁通永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)[J];中國電機(jī)工程學(xué)報;2012年03期

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2 孫丹;高性能永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制[D];浙江大學(xué);2004年

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1 孫洪周;五相永磁同步電動機(jī)矢量控制系統(tǒng)的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

本文編號：2698480