永磁同步電機無電解電容驅動技術可以提高系統(tǒng)可靠性、降低成本以及減小體積,成為了現代電機驅動系統(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域得到了成功應用.本文主要圍繞高功率因數控制技術、網側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無電解電容驅動系統(tǒng)的發(fā)展現狀進行介紹,針對這三個方面的關鍵技術和已取得的研究成果進行歸納和總結,指出了相應解決方案的優(yōu)缺點,并進行了對比分析.最后針對永磁同步電機無電解電容驅動系統(tǒng)目前亟需解決的問題和發(fā)展趨勢進行了分析和展望. 

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

【文章頁數】：13 頁

【部分圖文】：

無電解電容驅動系統(tǒng)拓撲及能量流動圖.(a)拓撲結構圖;(b)能量流動圖

圖1 無電解電容驅動系統(tǒng)拓撲及能量流動圖.(a)拓撲結構圖;(b)能量流動圖將轉速控制器的輸出信號與電機轉速相乘得到驅動系統(tǒng)平均功率信號Pavg,經過包含網側輸入電壓相位信息的信號調制后,作為網側輸入參考功率信號.根據式(3)可知,將網側輸入參考功率信號與電容功率信號相減,作為逆變器輸出參考功率信號.將實際電機輸出功率作為反饋信號,經過重復控制器與PI控制器調節(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,其拓撲結構如圖3所示,針對大慣量電機負載的交流調速場合,采用母線電壓前饋控制方法,實現網側輸入高功率因數.Shin等人[28]采用了在母線上并聯(lián)補償器的方法(圖4),這種拓撲結構能夠有效提高網側輸入功率因數,改善驅動系統(tǒng)的弱磁控制效果,同時提高了驅動系統(tǒng)的效率,這種改進的拓撲結構可以同時適用于單相和三相驅動系統(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,也能夠提高網側輸入功率因數,具體拓撲結構如圖5所示.為了進一步簡化驅動系統(tǒng)拓撲結構Khan等人[30]提出了將半橋整流電路和三相四開關逆變器結合的無電解電容電機驅動系統(tǒng)拓撲結構(圖6)采用了預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)點是更進一步降低驅動系統(tǒng)成本.由以上分析可知,采用新型拓撲結構可以有效提高網側輸入高功率因數,但由于其改變了驅動系統(tǒng)拓撲,增加了驅動系統(tǒng)的成本和體積,因此,目前通過軟件控制算法提高網側輸入功率因數的方案得到了更為廣泛的關注.圖4(網絡版彩圖)母線并聯(lián)補償器電機驅動系統(tǒng)[28]

【參考文獻】：
期刊論文
[1]高功率因數無電解電容電機驅動系統(tǒng)電流控制策略[J]. 張國柱,徐殿國,朱良紅,王高林,霍軍亞.  電機與控制學報. 2018(01)
[2]基于逆變器功率調節(jié)的永磁電機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.  中國電機工程學報. 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速系統(tǒng)中的應用[J]. 周玉斐,黃文新,趙健伍.  中國電機工程學報. 2014(12)

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



本文編號：3319646