永磁同步電機(jī)無電解電容驅(qū)動技術(shù)可以提高系統(tǒng)可靠性、降低成本以及減小體積,成為了現(xiàn)代電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的一個重要發(fā)展方向,目前已在航空航天、工業(yè)傳動和家用電器等領(lǐng)域得到了成功應(yīng)用.本文主要圍繞高功率因數(shù)控制技術(shù)、網(wǎng)側(cè)輸入電流諧波抑制和穩(wěn)定性控制方法三個方面對永磁同步電機(jī)無電解電容驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行介紹,針對這三個方面的關(guān)鍵技術(shù)和已取得的研究成果進(jìn)行歸納和總結(jié),指出了相應(yīng)解決方案的優(yōu)缺點(diǎn),并進(jìn)行了對比分析.最后針對永磁同步電機(jī)無電解電容驅(qū)動系統(tǒng)目前亟需解決的問題和發(fā)展趨勢進(jìn)行了分析和展望. 

【文章來源】：中國科學(xué):技術(shù)科學(xué). 2020,50(07)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：13 頁

【部分圖文】：

無電解電容驅(qū)動系統(tǒng)拓?fù)浼澳芰苛鲃訄D.(a)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖;(b)能量流動圖

圖1 無電解電容驅(qū)動系統(tǒng)拓?fù)浼澳芰苛鲃訄D.(a)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖;(b)能量流動圖將轉(zhuǎn)速控制器的輸出信號與電機(jī)轉(zhuǎn)速相乘得到驅(qū)動系統(tǒng)平均功率信號Pavg,經(jīng)過包含網(wǎng)側(cè)輸入電壓相位信息的信號調(diào)制后,作為網(wǎng)側(cè)輸入?yún)⒖脊β市盘?根據(jù)式(3)可知,將網(wǎng)側(cè)輸入?yún)⒖脊β市盘柵c電容功率信號相減,作為逆變器輸出參考功率信號.將實際電機(jī)輸出功率作為反饋信號,經(jīng)過重復(fù)控制器與PI控制器調(diào)節(jié)后作為交軸參考電流信號.

Zhou等人[26,27]在母線上增加了單級升壓逆變器,其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖3所示,針對大慣量電機(jī)負(fù)載的交流調(diào)速場合,采用母線電壓前饋控制方法,實現(xiàn)網(wǎng)側(cè)輸入高功率因數(shù).Shin等人[28]采用了在母線上并聯(lián)補(bǔ)償器的方法(圖4),這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)能夠有效提高網(wǎng)側(cè)輸入功率因數(shù),改善驅(qū)動系統(tǒng)的弱磁控制效果,同時提高了驅(qū)動系統(tǒng)的效率,這種改進(jìn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以同時適用于單相和三相驅(qū)動系統(tǒng).王琨[29]在整流電路和逆變電路之間增加了功率解耦電路,通過控制解耦電路能量的存貯和釋放,也能夠提高網(wǎng)側(cè)輸入功率因數(shù),具體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖5所示.為了進(jìn)一步簡化驅(qū)動系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Khan等人[30]提出了將半橋整流電路和三相四開關(guān)逆變器結(jié)合的無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(圖6)采用了預(yù)測控制方法并同時考慮到母線電容吸收的功率,這種方案的優(yōu)點(diǎn)是更進(jìn)一步降低驅(qū)動系統(tǒng)成本.由以上分析可知,采用新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以有效提高網(wǎng)側(cè)輸入高功率因數(shù),但由于其改變了驅(qū)動系統(tǒng)拓?fù)?增加了驅(qū)動系統(tǒng)的成本和體積,因此,目前通過軟件控制算法提高網(wǎng)側(cè)輸入功率因數(shù)的方案得到了更為廣泛的關(guān)注.圖4(網(wǎng)絡(luò)版彩圖)母線并聯(lián)補(bǔ)償器電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)[28]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高功率因數(shù)無電解電容電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)電流控制策略[J]. 張國柱,徐殿國,朱良紅,王高林,霍軍亞.  電機(jī)與控制學(xué)報. 2018(01)
[2]基于逆變器功率調(diào)節(jié)的永磁電機(jī)無電解電容控制策略[J]. 趙楠楠,王高林,朱良紅,張國柱,袁碧荷,徐殿國.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2016(S1)
[3]單相交流輸入的無電解電容抽頭電感單級升壓逆變器在交流調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 周玉斐,黃文新,趙健伍.  中國電機(jī)工程學(xué)報. 2014(12)

碩士論文
[1]用于永磁同步電機(jī)的新型無電解電容功率變換器研究與設(shè)計[D]. 王琨.江蘇大學(xué) 2017



本文編號：3319646