基于SiC器件的電流源型五相電機(jī)控制系統(tǒng)研究
發(fā)布時(shí)間:2022-11-07 19:11
航天領(lǐng)域是各國(guó)布局的戰(zhàn)略要地,航天科技水平是衡量國(guó)家綜合科技實(shí)力的重要指標(biāo)。伺服控制系統(tǒng)是航天器的核心部件,對(duì)可靠性和容錯(cuò)能力要求較高。目前,多相電機(jī)伺服系統(tǒng)以其優(yōu)良的容錯(cuò)能力逐漸成為研究的熱點(diǎn),基于寬禁帶器件的電流源型多相電機(jī)伺服系統(tǒng)具有短路容錯(cuò)能力強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)勢(shì)。然而多相電機(jī)控制領(lǐng)域目前研究熱點(diǎn)集中于電壓源型拓?fù)?基于電流源型逆變器的多相電機(jī)控制系統(tǒng)理論體系仍不完善,在多相電流源型伺服電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、容錯(cuò)控制以及電流源型逆變拓?fù)湎鹿β势骷?yīng)用特性等方面尚需進(jìn)一步的研究。本文以電流源型五相永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)作為研究對(duì)象,首先介紹了五相永磁同步電機(jī)和電流源型控制器的基礎(chǔ)理論,分析了適用于五相控制系統(tǒng)的電流源型五相半橋逆變拓?fù)?同時(shí)對(duì)逆變拓?fù)涔ぷ髂J、拓(fù)潢P(guān)鍵參數(shù)對(duì)系統(tǒng)影響以及拓?fù)湎驴臻g電流矢量圖展開(kāi)研究,為控制系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)、控制策略研究、容錯(cuò)策略研究以及器件應(yīng)用特性研究提供理論依據(jù)。其次,針對(duì)電流源型五相電機(jī)控制系統(tǒng)提出了三種控制策略,分別是雙環(huán)結(jié)構(gòu)相鄰兩大矢量調(diào)制控制策略、雙環(huán)結(jié)構(gòu)相鄰四矢量調(diào)制控制策略和四環(huán)結(jié)構(gòu)相鄰四矢量調(diào)制控制策略。同時(shí)進(jìn)行了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及諧振問(wèn)題的研究...
【文章頁(yè)數(shù)】:89 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究的目的和意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 五相電機(jī)控制策略
1.2.2 五相電機(jī)容錯(cuò)策略
1.2.3 電流源型逆變拓?fù)?br> 1.2.4 寬禁帶SiC器件
1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 電流源型五相電機(jī)控制原理研究
2.1 引言
2.2 五相永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型
2.2.1 自然坐標(biāo)系下五相永磁同步電機(jī)模型
2.2.2 同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下五相永磁同步電機(jī)模型
2.3 電流源型五相電機(jī)控制系統(tǒng)模型
2.3.1 電流源逆變拓?fù)鋽?shù)學(xué)模型
2.3.2 前級(jí)電壓調(diào)節(jié)模塊模型
2.4 關(guān)鍵元件參數(shù)影響研究
2.4.1 濾波電容容值影響研究
2.4.2 直流側(cè)電感影響研究
2.5 空間電流矢量圖
2.6 本章小結(jié)
第3章 電流源型五相電機(jī)調(diào)制控制策略研究
3.1 引言
3.2 三種調(diào)制控制策略
3.2.1 調(diào)制控制策略框圖
3.2.2 矢量調(diào)制方案
3.3 控制系統(tǒng)環(huán)路參數(shù)整定
3.3.1 電壓環(huán)參數(shù)整定
3.3.2 電流環(huán)參數(shù)整定
3.3.3 轉(zhuǎn)速環(huán)參數(shù)整定
3.4 諧振抑制
3.4.1 繞組串接虛擬電阻
3.4.2 電容并接虛擬電阻
3.5 三種調(diào)制控制策略性能研究
3.6 疊流區(qū)影響及補(bǔ)償
3.7 本章小結(jié)
第4章 電流源型逆變拓?fù)湎氯蒎e(cuò)策略研究
4.1 引言
4.2 容錯(cuò)控制策略
4.3 各故障類(lèi)型下容錯(cuò)電流及空間電流矢量圖
4.3.1 單相繞組/橋臂開(kāi)路故障
4.3.2 相鄰兩相繞組/橋臂開(kāi)路故障
4.3.3 非相鄰兩相繞組/橋臂開(kāi)路故障
4.3.4 單相繞組短路故障
4.4 容錯(cuò)性能分析
4.4.1 單相繞組/橋臂開(kāi)路故障
4.4.2 相鄰兩相繞組/橋臂開(kāi)路故障
4.4.3 非相鄰兩相繞組/橋臂開(kāi)路故障
4.4.4 單相繞組短路故障
4.5 本章小結(jié)
第5章 電流源型拓?fù)湎耂iC器件應(yīng)用特性研究
5.1 引言
5.2 高頻化對(duì)儲(chǔ)能元件容量影響研究
5.3 高開(kāi)關(guān)速度下雜散電感影響
5.3.1 工作模式分析
5.3.2 關(guān)斷電壓尖峰分析
5.3.3 串?dāng)_影響分析
5.4 功率器件并聯(lián)均流研究
5.5 結(jié)構(gòu)優(yōu)化及寄生參數(shù)提取
5.6 功率器件損耗分析
5.7 散熱分析
5.8 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]SiC功率模塊開(kāi)關(guān)特性測(cè)試研究[J]. 牛利剛,王玉林,滕鶴松,李聰成. 電力電子技術(shù). 2019(06)
[2]基于雙頻矢量調(diào)制的五相永磁同步電機(jī)四維電流控制方法[J]. 孫國(guó)棟,蘇健勇,楊貴杰. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2019(10)
[3]三相H7電流源光伏逆變器共模電流抑制研究[J]. 郭小強(qiáng). 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(17)
[4]FPGA電流型PMSM變頻驅(qū)動(dòng)器及開(kāi)路故障保護(hù)[J]. 吳起行,陳鴻祺,劉哲緯. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2014(20)
[5]單繞組五相永磁無(wú)軸承電機(jī)的SVPWM控制[J]. 姜海博,黃進(jìn),康敏. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2011(01)
[6]多相永磁同步電機(jī)多維控制技術(shù)[J]. 薛山,溫旭輝,王又瓏. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2008(09)
博士論文
[1]五相永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)及容錯(cuò)控制技術(shù)研究[D]. 高宏偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]純電動(dòng)汽車(chē)用五相容錯(cuò)永磁同步電機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 隋義.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]電動(dòng)汽車(chē)用五相永磁容錯(cuò)電機(jī)的設(shè)計(jì)及運(yùn)行控制研究[D]. 王鵬飛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
碩士論文
[1]碳化硅功率器件在交流伺服驅(qū)動(dòng)器中的應(yīng)用研究[D]. 袁剛.冶金自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院 2018
[2]基于碳化硅功率器件的永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究[D]. 石宏康.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[3]基于高頻注入位置辨識(shí)法的五相永磁同步電機(jī)控制技術(shù)[D]. 葛薔.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[4]電流源型逆變器電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制及疊流區(qū)補(bǔ)償方法研究[D]. 路瑩超.重慶大學(xué) 2017
[5]應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)的電流源型PWM逆變器研究[D]. 劉靜.重慶大學(xué) 2017
本文編號(hào):3704245
【文章頁(yè)數(shù)】:89 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 課題背景及研究的目的和意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 五相電機(jī)控制策略
1.2.2 五相電機(jī)容錯(cuò)策略
1.2.3 電流源型逆變拓?fù)?br> 1.2.4 寬禁帶SiC器件
1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 電流源型五相電機(jī)控制原理研究
2.1 引言
2.2 五相永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型
2.2.1 自然坐標(biāo)系下五相永磁同步電機(jī)模型
2.2.2 同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下五相永磁同步電機(jī)模型
2.3 電流源型五相電機(jī)控制系統(tǒng)模型
2.3.1 電流源逆變拓?fù)鋽?shù)學(xué)模型
2.3.2 前級(jí)電壓調(diào)節(jié)模塊模型
2.4 關(guān)鍵元件參數(shù)影響研究
2.4.1 濾波電容容值影響研究
2.4.2 直流側(cè)電感影響研究
2.5 空間電流矢量圖
2.6 本章小結(jié)
第3章 電流源型五相電機(jī)調(diào)制控制策略研究
3.1 引言
3.2 三種調(diào)制控制策略
3.2.1 調(diào)制控制策略框圖
3.2.2 矢量調(diào)制方案
3.3 控制系統(tǒng)環(huán)路參數(shù)整定
3.3.1 電壓環(huán)參數(shù)整定
3.3.2 電流環(huán)參數(shù)整定
3.3.3 轉(zhuǎn)速環(huán)參數(shù)整定
3.4 諧振抑制
3.4.1 繞組串接虛擬電阻
3.4.2 電容并接虛擬電阻
3.5 三種調(diào)制控制策略性能研究
3.6 疊流區(qū)影響及補(bǔ)償
3.7 本章小結(jié)
第4章 電流源型逆變拓?fù)湎氯蒎e(cuò)策略研究
4.1 引言
4.2 容錯(cuò)控制策略
4.3 各故障類(lèi)型下容錯(cuò)電流及空間電流矢量圖
4.3.1 單相繞組/橋臂開(kāi)路故障
4.3.2 相鄰兩相繞組/橋臂開(kāi)路故障
4.3.3 非相鄰兩相繞組/橋臂開(kāi)路故障
4.3.4 單相繞組短路故障
4.4 容錯(cuò)性能分析
4.4.1 單相繞組/橋臂開(kāi)路故障
4.4.2 相鄰兩相繞組/橋臂開(kāi)路故障
4.4.3 非相鄰兩相繞組/橋臂開(kāi)路故障
4.4.4 單相繞組短路故障
4.5 本章小結(jié)
第5章 電流源型拓?fù)湎耂iC器件應(yīng)用特性研究
5.1 引言
5.2 高頻化對(duì)儲(chǔ)能元件容量影響研究
5.3 高開(kāi)關(guān)速度下雜散電感影響
5.3.1 工作模式分析
5.3.2 關(guān)斷電壓尖峰分析
5.3.3 串?dāng)_影響分析
5.4 功率器件并聯(lián)均流研究
5.5 結(jié)構(gòu)優(yōu)化及寄生參數(shù)提取
5.6 功率器件損耗分析
5.7 散熱分析
5.8 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]SiC功率模塊開(kāi)關(guān)特性測(cè)試研究[J]. 牛利剛,王玉林,滕鶴松,李聰成. 電力電子技術(shù). 2019(06)
[2]基于雙頻矢量調(diào)制的五相永磁同步電機(jī)四維電流控制方法[J]. 孫國(guó)棟,蘇健勇,楊貴杰. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2019(10)
[3]三相H7電流源光伏逆變器共模電流抑制研究[J]. 郭小強(qiáng). 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(17)
[4]FPGA電流型PMSM變頻驅(qū)動(dòng)器及開(kāi)路故障保護(hù)[J]. 吳起行,陳鴻祺,劉哲緯. 現(xiàn)代電子技術(shù). 2014(20)
[5]單繞組五相永磁無(wú)軸承電機(jī)的SVPWM控制[J]. 姜海博,黃進(jìn),康敏. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2011(01)
[6]多相永磁同步電機(jī)多維控制技術(shù)[J]. 薛山,溫旭輝,王又瓏. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2008(09)
博士論文
[1]五相永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)及容錯(cuò)控制技術(shù)研究[D]. 高宏偉.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]純電動(dòng)汽車(chē)用五相容錯(cuò)永磁同步電機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 隋義.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[3]電動(dòng)汽車(chē)用五相永磁容錯(cuò)電機(jī)的設(shè)計(jì)及運(yùn)行控制研究[D]. 王鵬飛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
碩士論文
[1]碳化硅功率器件在交流伺服驅(qū)動(dòng)器中的應(yīng)用研究[D]. 袁剛.冶金自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院 2018
[2]基于碳化硅功率器件的永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究[D]. 石宏康.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[3]基于高頻注入位置辨識(shí)法的五相永磁同步電機(jī)控制技術(shù)[D]. 葛薔.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[4]電流源型逆變器電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制及疊流區(qū)補(bǔ)償方法研究[D]. 路瑩超.重慶大學(xué) 2017
[5]應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)的電流源型PWM逆變器研究[D]. 劉靜.重慶大學(xué) 2017
本文編號(hào):3704245
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3704245.html
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