定子永磁型混合勵(lì)磁雙凸極永磁電機(jī)(簡(jiǎn)稱HDSPM電機(jī))是在雙凸極永磁電機(jī)和電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)基礎(chǔ)上的繼承和發(fā)展,成為了雙凸極電機(jī)研究的新熱點(diǎn)。該電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制靈活、高可靠性和高效率的特點(diǎn)�；旌蟿�(lì)磁雙凸極電機(jī)較好地解決了雙凸極永磁電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)困難和電勵(lì)磁雙凸極電機(jī)效率低的問題,在許多工業(yè)領(lǐng)域和航空航天、艦船等軍事領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文以T型三電平變換器作為主控電路并以多電平電流滯環(huán)控制器為基礎(chǔ)構(gòu)建控制框架,對(duì)HDSPM電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制策略進(jìn)行了研究和論證。主要研究?jī)?nèi)容如下:1.介紹了定子12槽/轉(zhuǎn)子8極的HDSPM電機(jī)結(jié)構(gòu)以及HDSPM電機(jī)的工作原理;在對(duì)電機(jī)模型做出假設(shè)后,利用JMAG有限元方法軟件分析電機(jī)的靜態(tài)特性,建立了HDSPM電機(jī)在自然靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型;基于有限元計(jì)算獲得的磁鏈、電感數(shù)據(jù)建立HDSPM電機(jī)磁鏈、電感表格,并在MATLAB/Simulink仿真環(huán)境下利用查表法并依據(jù)HDSPM電機(jī)數(shù)學(xué)模型建立電機(jī)本體仿真模型。2.針對(duì)HDSPM電機(jī)轉(zhuǎn)矩方程和雙拍控制時(shí)的特點(diǎn),分析了HDSPM電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng);并根據(jù)各轉(zhuǎn)矩分量的特點(diǎn),構(gòu)造了只需測(cè)量三相電流的轉(zhuǎn)矩觀測(cè)器;分別設(shè)計(jì)反電勢(shì)波形函數(shù)法和換相區(qū)間采用三相全導(dǎo)通方式對(duì)HDSPM電機(jī)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和換相轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)進(jìn)行抑制。3.分析并設(shè)計(jì)了基于T-NPC三電平變換器的電流滯環(huán)調(diào)制策略,利用本文提出的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制策略計(jì)算參考電流,采用多電平電流滯環(huán)控制器直接控制三相電樞電流,并制定了中點(diǎn)電位平衡策略;研究了傳統(tǒng)雙環(huán)控制時(shí)采用的單斬調(diào)制方式、上下管輪換單斬調(diào)制方式;分析了不同策略下各開關(guān)狀態(tài)下電路的工作模態(tài),并完成相應(yīng)仿真,對(duì)比各策略的控制效果。4.研究了開繞組拓?fù)湎碌腍DSPM電機(jī)和雙端口T-NPC三電平變換器的特點(diǎn),并將多電平電流滯環(huán)控制器拓展到雙端口變換器,改進(jìn)中點(diǎn)電位平衡策略;并介紹了電流滯環(huán)控制器對(duì)開繞組系統(tǒng)零序電流的影響,通過仿真驗(yàn)證了電機(jī)控制策略的正確性。5.根據(jù)本文提出的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)抑制策略和電流滯環(huán)控制的需求,搭建了一套基于TM320F28335型DSP和Spartan6-LX16型FPGA的硬件控制器,并對(duì)各硬件電路的特點(diǎn)進(jìn)行了介紹;根據(jù)不同的逆變器拓?fù)涞目刂撇呗缘奶攸c(diǎn),在CCS6.2.0環(huán)境下完成C語言程序的,在ISE14.7完成Verilog語言設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)了本文研究的全部控制算法;基于HDSPM電機(jī)系統(tǒng)的軟硬件分析,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,完成了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建;在該平臺(tái)上完成了控制算法的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。
【學(xué)位單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM46

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