電機作為電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的核心部件,需要在低速運行時有較大的輸出轉(zhuǎn)矩,在恒功率運行時需具有寬調(diào)速范圍,在發(fā)生故障時具有一定的容錯運行能力。相比于傳統(tǒng)三相電機,多相永磁電機具有轉(zhuǎn)矩密度高、功率密度高、容錯能力強、控制自由度多的特點,特別適合應(yīng)用于電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)。論文基于多相電機特點,對七相永磁同步電機的矢量控制及容錯控制策略進行了研究。首先,基于繞組函數(shù)理論,對電機定子磁動勢時空分布特性進行了分析,得到了定子注入的諧波電流階數(shù)與輸出轉(zhuǎn)矩之間的對應(yīng)關(guān)系。分析推導(dǎo)了七相永磁同步電機在不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。基于矢量控制原理和數(shù)學(xué)模型,完成了七相永磁同步電機的全速域矢量控制設(shè)計,其中包括低速時的最大轉(zhuǎn)矩電流比控制和高速時的弱磁控制,并通過仿真對上述分析進行了驗證。其次,本論文分別以磁動勢不變原則和輸出轉(zhuǎn)矩最大原則,研究了七相永磁電機在一相及兩相開路故障時的容錯控制策略。其中,以故障前后磁動勢不變?yōu)槟繕?biāo),研究了七種α-β坐標(biāo)系下的容錯控制策略,并對故障后各種容錯控制策略下電機的輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩脈動、焦耳損耗等方面進行了比較;當(dāng)以電機輸出轉(zhuǎn)矩最大為目標(biāo),以逆變器輸出電壓限幅及電機繞組熱量極限為約束... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章: 緒論
    1.1 課題的研究背景及意義
    1.2 多相電機控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀
    1.3 多相電機的全速域控制及容錯控制研究
    1.4 基于dSPACE的半實物仿真平臺及其應(yīng)用
    1.5 論文主要研究內(nèi)容
第二章: 七相永磁同步電機數(shù)學(xué)建模及全速域矢量控制設(shè)計
    2.1 引言
    2.2 七相永磁同步電機磁動勢分析
        2.2.1 一相繞組的磁動勢
        2.2.2 七相合成磁動勢
    2.3 七相永磁同步電機數(shù)學(xué)模型
        2.3.1 七相永磁同步電機在自然坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型
        2.3.2 空間解耦坐標(biāo)變換
        2.3.3 七相永磁同步電機在d-q坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型
    2.4 七相永磁同步電機的矢量控制
        2.4.1 新型七相永磁同步輪轂電機結(jié)構(gòu)
        2.4.2 七相永磁同步電機的全速域控制設(shè)計
        2.4.3 七相永磁同步電機的控制系統(tǒng)仿真建模設(shè)計
    2.5 仿真運行結(jié)果對比及分析
第三章: 七相永磁同步電機的容錯控制策略及轉(zhuǎn)矩優(yōu)化研究
    3.1 引言
    3.2 七相正弦波永磁同步電機的容錯控制策略設(shè)計
        3.2.1 容錯控制策略一
        3.2.2 容錯控制策略二
        3.2.3 容錯控制策略三
        3.2.4 容錯控制策略四、五
        3.2.5 容錯控制策略對比總結(jié)
    3.3 七相非正弦波繞組永磁同步電機的容錯控制策略設(shè)計
        3.3.1 非正弦波繞組電機容錯控制策略的基本理論
        3.3.2 容錯控制策略六、七
    3.4 七相永磁同步電機的全速域容錯控制轉(zhuǎn)矩優(yōu)化設(shè)計
        3.4.1 自然坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)矩優(yōu)化
        3.4.2 d-q坐標(biāo)系下的轉(zhuǎn)矩優(yōu)化
        3.4.3 兩相開路下的轉(zhuǎn)矩優(yōu)化
        3.4.4 轉(zhuǎn)矩優(yōu)化設(shè)計對比總結(jié)
第四章: 七相永磁同步電機半實物仿真平臺設(shè)計
    4.1 基于dSPACE仿真系統(tǒng)的控制系統(tǒng)
        4.1.1 dSPACE實時控制器
        4.1.2 基于dSPACE的控制流程設(shè)計
    4.2 七相永磁同步電機驅(qū)動平臺硬件設(shè)計
        4.2.1 基于IPM模塊的七相永磁同步電機驅(qū)動電路設(shè)計
        4.2.2 信號轉(zhuǎn)換電路設(shè)計
        4.2.3 電機位移及速度檢測模塊設(shè)計
第五章: 總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 未來展望
參考文獻
致謝
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【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
[1]表貼式外轉(zhuǎn)子五相永磁同步電機設(shè)計與開路容錯控制[D]. 黃秋靚.電子科技大學(xué) 2019
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[7]五相容錯永磁電機的解耦控制系統(tǒng)研究[D]. 蔡曉偉.江蘇大學(xué) 2016
[8]五相永磁同步電動機驅(qū)動控制系統(tǒng)及容錯運行研究[D]. 王明義.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
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[10]基于dSPACE半實物仿真的電機測試平臺研究[D]. 金曉華.東南大學(xué) 2006



本文編號：3170400