本文關(guān)鍵詞：開放式繞組PMSM矢量控制及容錯策略研究

  更多相關(guān)文章： 開放式繞組永磁同步電機 雙逆變器 矢量控制 空間矢量脈寬調(diào)制 零序電流 容錯

【摘要】：本文以開放式繞組永磁同步電機為研究對象,主要以其在單電源雙逆變器供電拓撲下的工作情況為參考展開研究工作,主要完成開放式繞組PMSM數(shù)學(xué)模型的建立,矢量控制系統(tǒng)的構(gòu)建,并針對不同調(diào)制范圍的雙逆變器SVPWM,零序電流的動態(tài)抑制,開路和短接兩種容錯拓撲下控制策略,Simulink仿真建模驗證以及實驗驗證展開重點研究。在理想假設(shè)條件下,結(jié)合開放式繞組電機的結(jié)構(gòu)特點,在交流電機中常用的abc,αβ和dq坐標(biāo)系下建立電機的數(shù)學(xué)模型,然后將矢量控制正交解耦的思想與開放式繞組PMSM相結(jié)合,得到開繞組PMSM矢量控制系統(tǒng)。以傳統(tǒng)SVPWM為基礎(chǔ),引出雙逆變器SVPWM的概念,對在中間六邊形范圍內(nèi)調(diào)制,即采用不產(chǎn)生零序電壓的矢量組合的情況,進行詳細推導(dǎo),包括雙逆變器電壓矢量的分布與組合,扇區(qū)判斷,參與合成矢量組合的選取,各自作用時間的分配,各扇區(qū)導(dǎo)通時序的形成等,并指出在單電源與雙電源供電拓撲在中間六邊形調(diào)制上的等效性。為提高電壓利用率,將調(diào)制范圍擴展至最大,介紹一種在最大六邊形范圍內(nèi)適用的調(diào)制方法,并提出在系統(tǒng)中增加零序電流閉環(huán),通過調(diào)整零矢量作用時間分配,改善SVPWM調(diào)制過程來動態(tài)抑制零序電流的方法。然后給出故障后,雙逆變器開路和短接兩種容錯重構(gòu)拓撲,并對二者進行比較分析,指明相同條件下應(yīng)盡量配置為開路的原因,隨后分別介紹了基于SVPWM和SPWM的兩種容錯控制方式。在Simulink仿真環(huán)境中建立開放式繞組PMSM的本體模型,將其一端繞組短接,變?yōu)閭鹘y(tǒng)PMSM后,在矢量控制系統(tǒng)中驗證了其有效性。然后以此電機模型為基礎(chǔ)搭建開繞組PMSM矢量控制系統(tǒng)和容錯系統(tǒng)仿真模型,并在兩種模型中分別驗證了前述調(diào)制策略和容錯的正確性。最后,在以TMS320F2812DSP芯片為核心的平臺上進行系統(tǒng)實驗,結(jié)果和現(xiàn)象再次表明文中所提理論的合理性及其工程可行性。
【關(guān)鍵詞】：開放式繞組永磁同步電機 雙逆變器 矢量控制 空間矢量脈寬調(diào)制 零序電流 容錯
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)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4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-17
• 1.1 課題研究的背景及意義8-9
• 1.2 PMSM及其控制的研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 開放式繞組電機系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3.1 雙逆變器拓撲10-12
• 1.3.2 控制策略12
• 1.4 多電平相關(guān)技術(shù)的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.5 容錯拓撲及策略的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.6 本文研究的主要內(nèi)容15-17
• 第2章 開放式繞組PMSM的矢量控制17-34
• 2.1 引言17
• 2.2 開放式繞組PMSM的數(shù)學(xué)模型17-20
• 2.2.1 三相abc坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型17-19
• 2.2.2 兩相 αβ 坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型19
• 2.2.3 兩相dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型19-20
• 2.3 開放式繞組PMSM的矢量控制20
• 2.4 雙逆變器的SVPWM20-31
• 2.4.1 雙逆變器電壓空間矢量的分布與組合21-23
• 2.4.2 中間六邊形SVPWM23-27
• 2.4.3 最大六邊形SVPWM27-31
• 2.5 零序電流的抑制31-33
• 2.6 本章小結(jié)33-34
• 第3章 開放式繞組PMSM系統(tǒng)的容錯控制34-41
• 3.1 引言34
• 3.2 開放式繞組PMSM系統(tǒng)的容錯拓撲34-36
• 3.3 開放式繞組PMSM的容錯策略36-40
• 3.3.1 基于SVPWM的容錯控制36-39
• 3.3.2 基于SPWM的容錯控制39-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第4章 開放式繞組PMSM驅(qū)動控制系統(tǒng)的設(shè)計41-50
• 4.1 引言41
• 4.2 系統(tǒng)實驗平臺41-45
• 4.2.1 電流采樣電路42-43
• 4.2.2 電壓采樣電路43-44
• 4.2.3 速度檢測與編碼器接口電路44
• 4.2.4 PWM隔離驅(qū)動電路44-45
• 4.3 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計45-48
• 4.3.1 主程序的設(shè)計45-46
• 4.3.2 中斷子程序的設(shè)計46-48
• 4.4 本章小結(jié)48-50
• 第5章 開放式繞組PMSM系統(tǒng)的仿真與實驗50-63
• 5.1 引言50
• 5.2 系統(tǒng)仿真50-58
• 5.2.1 電機模型的仿真50-52
• 5.2.2 中間六邊形SVPWM的系統(tǒng)仿真52-53
• 5.2.3 最大六邊形SVPWM的系統(tǒng)仿真53-54
• 5.2.4 增加i0閉環(huán)改進SVPWM的系統(tǒng)仿真54-55
• 5.2.5 基于SVPWM的容錯控制系統(tǒng)仿真55-57
• 5.2.6 基于SPWM的容錯控制系統(tǒng)仿真57-58
• 5.3 系統(tǒng)實驗58-62
• 5.3.1 中間六邊形SVPWM的系統(tǒng)實驗58-59
• 5.3.2 最大六邊形SVPWM的系統(tǒng)實驗59
• 5.3.3 增加i0閉環(huán)改進SVPWM的系統(tǒng)實驗59-60
• 5.3.4 基于SVPWM的容錯控制系統(tǒng)實驗60-61
• 5.3.5 基于SPWM的容錯控制系統(tǒng)實驗61-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-65
• 參考文獻65-69
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文69-71
• 致謝71

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 周劍敏;;開繞組電機雙逆變器拓撲分析與容錯算法研究[J];電測與儀表;2014年20期

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3 李小川;王明;李艷玲;;基于容錯逆變器的永磁同步電動機矢量控制[J];微特電機;2012年01期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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4 王霞;雙繞組永磁容錯電機及其控制系統(tǒng)研究[D];大連海事大學(xué);2014年

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本文編號：635318