【摘要】：內(nèi)嵌式永磁同步電機因為其高效率,高功率密度和寬調(diào)速范圍的優(yōu)勢在電動汽車領(lǐng)域獲得了廣泛的研究與應用。內(nèi)嵌式永磁同步電機驅(qū)動系統(tǒng)的可靠運行是電動汽車行駛安全的重要保證,如何在故障下提升內(nèi)嵌式永磁同步電機的容錯運行性能具有重要的研究意義。為考慮容錯運行時五相內(nèi)嵌式永磁同步電機反電勢諧波的影響和磁阻轉(zhuǎn)矩的利用,提出了固定開關(guān)頻率下的諧波注入式容錯控制策略和最大轉(zhuǎn)矩電流比(Maximum Torque Per Ampere,MTPA)容錯控制策略。實現(xiàn)了3次諧波容錯電流的在線計算和固定開關(guān)頻率下的注入,有效抑制了容錯運行時反電勢諧波引起的轉(zhuǎn)矩脈動;充分利用了電機的磁阻轉(zhuǎn)矩,提升了電機容錯運行時的輸出轉(zhuǎn)矩性能和運行效率。本文的主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:(1)基于故障前后基波磁動勢不變原理,推導了五相內(nèi)嵌式永磁同步電機在單相和雙相開路故障下的基波降階矩陣。利用基波降階矩陣,構(gòu)建了單相和雙相開路故障時五相內(nèi)嵌式永磁同步電機的基波解耦模型,為后續(xù)容錯控制策略的研究奠定了理論基礎(chǔ)。(2)參照基波降階矩陣的構(gòu)建方法,構(gòu)建了單相開路故障下3次空間的降階矩陣,推導出了銅耗最小和銅耗相等原則下注入3次諧波電流的表達式。根據(jù)雙相開路故障下基波容錯電流單獨作用時的轉(zhuǎn)矩模型,求解出了雙相開路時注入3次諧波電流的表達式。針對反饋電流中3次諧波分量不易提取的難點,提出了新的參考電流生成方法,結(jié)合基于載波調(diào)制技術(shù)的磁場定向容錯控制算法,實現(xiàn)了3次諧波電流的在線計算和固定開關(guān)頻率下的注入,有效抑制了輸出轉(zhuǎn)矩的脈動。(3)根據(jù)虛擬信號注入MTPA的控制原理,分析容錯運行時虛擬信號注入MTPA所需的控制量。給出了開路故障下d、q軸電壓的計算方法,保障了虛擬信號注入MTPA在容錯下應用的可行性。最后,將虛擬信號注入MTPA與基于磁場定向的容錯控制相結(jié)合,實現(xiàn)了五相內(nèi)嵌式永磁同步電機的MTPA容錯控制,在容錯運行時充分利用了磁阻轉(zhuǎn)矩,降低了容錯電流的幅值,提升了電機容錯運行時的輸出轉(zhuǎn)矩性能和運行效率。(4)設(shè)計了基于d SPACE的樣機驅(qū)動系統(tǒng)實驗平臺,介紹了驅(qū)動系統(tǒng)中的硬件電路,并對本文所提的固定開關(guān)頻率下諧波注入式容錯控制算法和基于虛擬信號注入的MTPA容錯控制算法進行了實驗驗證,驗證了本文所提算法的準確性和可行性。
【圖文】：

永磁同步電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖

五相內(nèi)嵌式永磁同步電機磁場定向控制框圖
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM341

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 范昕;;艦船永磁電機推進系統(tǒng)概述[J];船電技術(shù);2012年09期

2 趙品志;楊貴杰;李勇;;五相永磁同步電動機單相開路故障的容錯控制策略[J];中國電機工程學報;2011年24期

3 劉衛(wèi)國;解恩;;稀土永磁電機在航空上的應用[J];電氣技術(shù);2007年10期

相關(guān)博士學位論文 前2條

1 符榮;電動客車永磁同步電機設(shè)計與參數(shù)研究[D];西北工業(yè)大學;2015年

2 蘭志勇;內(nèi)嵌式正弦波永磁同步電機設(shè)計及優(yōu)化[D];華南理工大學;2012年

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本文編號：2701618