本文關(guān)鍵詞：永磁同步電機(jī)準(zhǔn)Z源驅(qū)動(dòng)器直流側(cè)電壓控制的研究

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【摘要】：在由直流電源和電壓型逆變器構(gòu)成的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)中,其母線電壓固定不可調(diào)。在復(fù)雜的工況下,直流鏈電壓會(huì)出現(xiàn)頻繁的波動(dòng),影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制性能。為解決這一問題,通常的做法是在直流輸入電源和逆變器之間加入DC-DC變換器,使得直流鏈電壓保持恒定。準(zhǔn)Z源逆變器作為一種新型變換器,能夠同時(shí)對(duì)直流鏈電壓和交流相電壓進(jìn)行調(diào)制,為解決上述問題提供新途徑。本文主要研究應(yīng)用于永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)的準(zhǔn)Z源逆變器建模與控制相關(guān)問題。準(zhǔn)Z源逆變器屬于非線性時(shí)變電路,本文采用狀態(tài)空間平均法推導(dǎo)了改進(jìn)型空間電壓矢量調(diào)制(MSVPWM)方法下的靜態(tài)工作點(diǎn)和小信號(hào)線性模型,并且通過與電路仿真模型的對(duì)比,驗(yàn)證了小信號(hào)線性模型的正確性�；诖四Ｐ�,進(jìn)一步分析了幾種典型的電路參數(shù)和控制參數(shù)對(duì)準(zhǔn)Z源逆變器系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性的影響。為提高直流鏈電壓動(dòng)態(tài)特性,以準(zhǔn)Z源逆變器數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了直流鏈電壓閉環(huán)系統(tǒng)。控制系統(tǒng)采用直流鏈電壓外環(huán)和電感電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)。電流內(nèi)環(huán)用以提高響應(yīng)速度,電壓外環(huán)使得實(shí)際輸出電壓跟隨給定值。在反饋控制基礎(chǔ)上,加入了電機(jī)功率前饋控制策略,解決在電動(dòng)汽車等負(fù)載工況頻繁變化時(shí)對(duì)直流鏈電壓的影響問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,采用的雙閉環(huán)反饋控制結(jié)構(gòu)的電壓閉環(huán)系統(tǒng)有良好的穩(wěn)定性和暫態(tài)響應(yīng),而功率前饋策略有效的補(bǔ)償了功率變化對(duì)直流鏈電壓的影響。電機(jī)的轉(zhuǎn)速范圍受到直流鏈電壓的限制,為了拓寬轉(zhuǎn)速,通常的做法是采取弱磁擴(kuò)速的方法。但弱磁控制需要加入直軸去磁電流,增加了電機(jī)的銅損,降低了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率。電機(jī)制動(dòng)時(shí),再生制動(dòng)能量會(huì)抬高VSI的直流鏈電壓,在電壓超過預(yù)設(shè)閾值時(shí),常見的措施是采用制動(dòng)電阻來消耗這部分能量,造成了能量的浪費(fèi)。本文利用準(zhǔn)Z源逆變器來解決上述問題:在轉(zhuǎn)速指令超出電壓極限的情況下,采用升壓的方法來拓展電機(jī)的轉(zhuǎn)速輸出范圍;在制動(dòng)工況下通過控制直流鏈電壓或者充電電流,將制動(dòng)能量回收到直流電源,保護(hù)主電路。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了所述控制方法的有效性和可行性。
【關(guān)鍵詞】：準(zhǔn)Z源逆變器 小信號(hào)模型 功率前饋控制 再生制動(dòng) 升壓擴(kuò)速
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM341
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-19
• 1.1 課題背景和意義8-9
• 1.2 準(zhǔn)Z源逆變器研究現(xiàn)狀9-18
• 1.2.1 準(zhǔn)Z源逆變器小信號(hào)建模研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 準(zhǔn)Z源逆變器控制研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.3 準(zhǔn)Z源逆變器應(yīng)用研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 第2章 準(zhǔn)Z源逆變器小信號(hào)模型19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 準(zhǔn)Z源逆變器小信號(hào)建模19-25
• 2.2.1 靜態(tài)模型23-24
• 2.2.2 小信號(hào)線性模型24-25
• 2.3 小信號(hào)線性模型分析25-30
• 2.3.1 模型對(duì)比驗(yàn)證25-26
• 2.3.2 動(dòng)態(tài)特性分析26-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第3章 電機(jī)驅(qū)動(dòng)閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)31-47
• 3.1 引言31
• 3.2 MSVPWM調(diào)制方式31-34
• 3.3 電機(jī)轉(zhuǎn)速和電流閉環(huán)調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)34-40
• 3.3.1 電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)34-37
• 3.3.2 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)37-38
• 3.3.3 轉(zhuǎn)矩控制實(shí)驗(yàn)38-40
• 3.4 直流鏈電壓閉環(huán)調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)40-46
• 3.4.1 反饋控制41-42
• 3.4.2 復(fù)合控制42-45
• 3.4.3 直流鏈電壓控制實(shí)驗(yàn)45-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第4章 q-ZSI能量制動(dòng)回饋和升壓擴(kuò)速控制方法47-63
• 4.1 引言47
• 4.2 q-ZSI能量制動(dòng)回饋控制47-54
• 4.2.1 制動(dòng)能流分析47-48
• 4.2.2 輸入電流控制48-49
• 4.2.3 恒直流鏈電壓控制49-50
• 4.2.4 q-ZSI能量制動(dòng)回饋仿真和實(shí)驗(yàn)50-54
• 4.3 q-ZSI升壓擴(kuò)速控制54-62
• 4.3.1 VSI輸出極限分析與弱磁控制54-55
• 4.3.2 q-ZSI間接與直接升壓擴(kuò)速控制55-57
• 4.3.3 q-ZSI升壓擴(kuò)速仿真和實(shí)驗(yàn)57-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果69-71
• 致謝71

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 丁新平;錢照明;崔彬;彭方正;;基于模糊PID的Z源逆變器直流鏈升壓電路控制[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2008年24期

2 張旭輝;溫旭輝;趙峰;;電機(jī)控制器直流側(cè)前置Buck/Boost雙向變換器的母線電容電流控制策略研究[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2012年30期

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本文編號(hào)：810787