在宇航推進系統(tǒng)、全艦電力推動、電力汽車牽引、電動/混合燃料汽車驅(qū)動等大功率及高可靠性的應用場合中,對傳動系統(tǒng)的重量和體積提出了更加苛刻的要求,因此,具有高可靠性、高功率密度、高效率、轉(zhuǎn)矩波動小、可容錯運行以及可實現(xiàn)低壓大功率等優(yōu)點的多相電機驅(qū)動系統(tǒng)是一個重要的發(fā)展前景。本文對無諧波注入五相凸極式永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制策略、3次諧波電流注入式五相凸極式永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制策略、五相凸極式永磁同步電機缺一相容錯型直接轉(zhuǎn)矩控制策略、低轉(zhuǎn)矩脈動五相凸極式永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制策略展開研究,具體研究內(nèi)容如下:本文根據(jù)定子型號為Y112M-2的三相感應電機,通過改變定子繞組和轉(zhuǎn)子電磁結(jié)構(gòu),利用Ansoft/Maxwell有限元分析軟件,設計出一臺功率為1.5kW、反電動勢為梯形波的五相凸極式永磁同步電機;此外,為了后續(xù)所提出的控制策略進行實驗研究,介紹了一套以TMS320F2812 DSP為核心的實驗平臺,并設計了相應的軟件系統(tǒng)。在考慮諧波的情況下,從磁鏈入手,推導了電機電感的分布。進一步構(gòu)建了含有3次諧波繞組的五相凸極式PMSM在三種坐標系下的數(shù)學模型。在無諧波注入下,提出了一種基于MT...

【文章頁數(shù)】：147 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 課題的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 多相電機直接轉(zhuǎn)矩控制
        1.2.2 多相電機MTPA算法研究現(xiàn)狀
        1.2.3 諧波注入多相電機提高轉(zhuǎn)矩密度研究現(xiàn)狀
        1.2.4 多相電機主要容錯算法研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要工作
第二章 五相凸極式永磁同步電機的本體設計與控制平臺的設計
    2.1 引言
    2.2 五相凸極式永磁同步電機的參數(shù)設計
        2.2.1 設計流程
        2.2.2 定子設計
        2.2.3 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設計
    2.3 電機建模仿真與測試
        2.3.1 電機有限元模型
        2.3.2 電機有限元仿真結(jié)果分析
        2.3.3 電機參數(shù)與實驗驗證
    2.4 硬件及軟件介紹
        2.4.1 硬件介紹
        2.4.2 軟件設計
    2.5 本章小結(jié)
第三章 五相凸極式永磁同步電機數(shù)學模型
    3.1 引言
    3.2 五相凸極式永磁同步電機數(shù)學模型
        3.2.1 五相凸極式永磁同步電機在自然坐標系下的數(shù)學模型
        3.2.2 五相凸極式永磁同步電機在靜止坐標系(α₁β₁α₃β₃z)下的數(shù)學模型
        3.2.3 五相凸極式永磁同步電機在旋轉(zhuǎn)坐標系(d₁q₁d₃q₃z)下的數(shù)學模型
    3.3 本章小結(jié)
第四章 無諧波注入五相凸極式永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制
    4.1 引言
    4.2 直接轉(zhuǎn)矩控制策略研究
        4.2.1 直接轉(zhuǎn)矩控制基本原理
        4.2.2 定子磁鏈給定值的計算
        4.2.3 五相PMSM-MTPA-DTC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
    4.3 控制策略仿真研究
        4.3.1 穩(wěn)態(tài)運行仿真研究
        4.3.2 動態(tài)運行仿真研究
    4.4 控制策略實驗研究
        4.4.1 穩(wěn)態(tài)運行實驗研究
        4.4.2 動態(tài)運行實驗研究
    4.5 本章小結(jié)
第五章 三次諧波電流注入式五相凸極式永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制
    5.1 引言
    5.2 直接轉(zhuǎn)矩控制策略研究
        5.2.1 直接轉(zhuǎn)矩控制基本原理
        5.2.2 定子磁鏈給定值、轉(zhuǎn)矩最優(yōu)分配比的計算
        5.2.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
    5.3 控制策略仿真研究
        5.3.1 穩(wěn)態(tài)運行仿真研究
        5.3.2 動態(tài)運行仿真研究
    5.4 控制策略實驗研究
        5.4.1 穩(wěn)態(tài)運行實驗研究
        5.4.2 動態(tài)運行實驗研究
    5.5 轉(zhuǎn)矩提升分析
    5.6 電機磁路飽和程度分析
    5.7 本章小結(jié)
第六章 五相凸極式永磁同步電機缺一相容錯型直接轉(zhuǎn)矩控制
    6.1 引言
    6.2 五相永磁同步電機缺A相容錯型直接轉(zhuǎn)矩控制原理
        6.2.1 基本電壓矢量
        6.2.2 開關(guān)矢量表
        6.2.3 轉(zhuǎn)矩給定前饋補償
        6.2.4 缺A相五相PMSM-DTC控制結(jié)構(gòu)圖
    6.3 仿真研究
        6.3.1 穩(wěn)態(tài)運行仿真研究
        6.3.2 動態(tài)運行仿真研究
    6.4 實驗研究
        6.4.1 穩(wěn)態(tài)運行實驗研究
        6.4.2 動態(tài)運行實驗研究
    6.5 無故障切換到故障運行實驗研究
    6.6 本章小結(jié)
第七章 低轉(zhuǎn)矩脈動五相永磁同步電機直接轉(zhuǎn)矩控制
    7.1 引言
    7.2 普通直接轉(zhuǎn)矩控制轉(zhuǎn)矩脈動分析
    7.3 基于空間矢量調(diào)制的直接轉(zhuǎn)矩控制
        7.3.1 改進的轉(zhuǎn)矩閉環(huán)
        7.3.2 帶有磁鏈幅值預測的磁鏈增量與給定電壓矢量
        7.3.3 可調(diào)相電壓的實現(xiàn)
        7.3.4 五相PMSM SVM-DTC結(jié)構(gòu)框圖
    7.4 控制策略仿真研究
        7.4.1 無諧波注入仿真研究
        7.4.2 三次諧波注入仿真研究
    7.5 控制策略實驗研究
        7.5.1 無諧波注入實驗研究
        7.5.2 三次諧波注入實驗研究
    7.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
附錄
致謝
個人簡歷及在學期間發(fā)表的學術(shù)論文和研究成果



本文編號：3885191