本文關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)三電平直接轉(zhuǎn)矩控制算法

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【摘要】：永磁同步電機(jī)在電動汽車和軌道交通等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛,其調(diào)速性能的優(yōu)劣越來越受重視；直接轉(zhuǎn)矩控制具有控制簡單、快速響應(yīng)等特點,與三電平逆變器和SVPWM算法的結(jié)合可以減小轉(zhuǎn)矩和磁鏈脈動并固定開關(guān)頻率,解決傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制存在的這些問題。因此,研究永磁同步電機(jī)-三電平逆變器系統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制并完成PI調(diào)節(jié)控制算法控制器的參數(shù)設(shè)計,具有重要的工程意義。本文以實現(xiàn)基于PI和SVPWM的永磁同步電機(jī)三電平直接轉(zhuǎn)矩控制算法及其PI調(diào)節(jié)控制算法控制器參數(shù)設(shè)計為目標(biāo),對基于三電平逆變器的PI調(diào)節(jié)直接轉(zhuǎn)矩控制算法進(jìn)行了深入研究,可為永磁同步電機(jī)在大功率應(yīng)用場合提供控制算法的理論和技術(shù)支持。本文的具體研究工作如下：首先分別介紹了永磁同步電機(jī)與三電平逆變器的簡化數(shù)學(xué)模型,給出空間電壓矢量的定義并分析其對中點電位的影響,然后對基于60。坐標(biāo)系下的SVPWM算法進(jìn)行了理論分析與仿真研究,并在其中嵌入中點電位控制方案。其次分析了空間電壓矢量對電磁轉(zhuǎn)矩和定子磁鏈的影響,借鑒傳統(tǒng)直接轉(zhuǎn)矩控制查表法并結(jié)合三電平逆變器的特點,分析基于合成矢量查表法的三電平直接轉(zhuǎn)矩控制算法；結(jié)合三電平逆變器SVPWM算法,研究基于SVPWM的三電平直接轉(zhuǎn)矩控制,其中轉(zhuǎn)矩與磁鏈控制器采用PI調(diào)節(jié)器,這些算法的有效性和可行性通過對仿真結(jié)果的分析得到了驗證；然后開展轉(zhuǎn)矩與磁鏈PI控制器的參數(shù)設(shè)計研究,推導(dǎo)了永磁同步電機(jī)-三電平逆變器控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)框圖,采用自動控制中閉環(huán)幅頻特性峰值最小準(zhǔn)則和二階“最優(yōu)”模型動態(tài)性能要求設(shè)計各環(huán)節(jié)參數(shù),設(shè)計結(jié)果可以實現(xiàn)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。最后基于dSPACE實時仿真器和小功率永磁同步電機(jī)搭建了快速控制原型半實物實驗平臺,并在此平臺上編寫三電平逆變器的調(diào)制算法代碼,建立半實物實驗?zāi)Ｐ?進(jìn)行三電平逆變器-永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制算法的快速控制原型半實物實驗研究,實驗結(jié)果都驗證了本文算法的有效性和正確性。
【關(guān)鍵詞】：永磁同步電機(jī) 三電平逆變器 SVPWM 直接轉(zhuǎn)矩控制 PI控制器參數(shù)設(shè)計 快速控制原型
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM341
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 三電平逆變器-永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 多電平逆變器的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 論文主要研究工作16-17
• 第2章 三電平逆變器-永磁同步電機(jī)系統(tǒng)分析與建模17-31
• 2.1 永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型17-20
• 2.2 二極管鉗位式三電平逆變器數(shù)學(xué)模型20-22
• 2.3 三電平逆變器空間電壓矢量及其對中點電位的影響22-24
• 2.3.1 三電平逆變器空間電壓矢量22-23
• 2.3.2 空間電壓矢量對中點電位的影響23-24
• 2.4 三電平逆變器空間電壓矢量調(diào)制算法24-31
• 2.4.1 60°坐標(biāo)系三電平空間電壓矢量調(diào)制算法25-29
• 2.4.2 仿真結(jié)果與分析29-31
• 第3章 永磁同步電機(jī)三電平直接轉(zhuǎn)矩控制算法31-45
• 3.1 直接轉(zhuǎn)矩控制思想31-32
• 3.1.1 直接轉(zhuǎn)矩控制基本原理31
• 3.1.2 空間電壓矢量對轉(zhuǎn)矩和磁鏈的影響31-32
• 3.2 基于三電平逆變器的直接轉(zhuǎn)矩控制算法32-36
• 3.2.1 基于合成矢量查表法的直接轉(zhuǎn)矩控制算法32-35
• 3.2.2 基于PI與SVPWM的三電平直接轉(zhuǎn)矩控制算法35-36
• 3.3 仿真結(jié)果與分析36-45
• 3.3.1 合成矢量查表法仿真結(jié)果與分析37-40
• 3.3.2 基于SVPWM的三電平直接轉(zhuǎn)矩算法仿真結(jié)果與分析40-45
• 第4章 直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)PI控制器參數(shù)設(shè)計45-58
• 4.1 合成矢量查表法PI控制器參數(shù)設(shè)計45-47
• 4.2 PI調(diào)節(jié)控制算法控制器參數(shù)設(shè)計47-52
• 4.2.1 磁鏈內(nèi)環(huán)控制器參數(shù)設(shè)計49-50
• 4.2.2 轉(zhuǎn)矩內(nèi)環(huán)控制器參數(shù)設(shè)計50-51
• 4.2.3 轉(zhuǎn)速外環(huán)控制器參數(shù)設(shè)計51-52
• 4.3 參數(shù)設(shè)計結(jié)果與分析52-58
• 4.3.1 PI控制器參數(shù)設(shè)計穩(wěn)定性分析52-56
• 4.3.2 PI調(diào)節(jié)控制算法參數(shù)設(shè)計仿真結(jié)果與分析56-58
• 第5章 三電平逆變器-永磁同步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)快速控制原型實驗研究58-65
• 5.1 快速控制原型半實物實驗平臺58-61
• 5.1.1 快速控制原型介紹58-59
• 5.1.2 dSPACE實時仿真器介紹59-60
• 5.1.3 三電平逆變器-永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制算法RCP實驗平臺60-61
• 5.2 RCP實驗結(jié)果與分析61-65
• 結(jié)論65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文72

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3 王菲;王勇;傅e，

本文編號：615738