本文關(guān)鍵詞：多單元永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型與轉(zhuǎn)矩波動(dòng)抑制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》 2015年

基于六相八橋臂的永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)研究

許兵  

【摘要】：隨著電動(dòng)汽車技術(shù)的不斷發(fā)展,多相電機(jī)逐漸引起人們的關(guān)注。相比于傳統(tǒng)三相電機(jī),多相電機(jī)具有低壓大功率輸出和強(qiáng)容錯(cuò)能力,并且其電磁轉(zhuǎn)矩波動(dòng)幅值小,適合對(duì)系統(tǒng)可靠性和功率驅(qū)動(dòng)等級(jí)有著嚴(yán)格要求的電動(dòng)汽車應(yīng)用場合。對(duì)多相電機(jī)控制系統(tǒng)的研究,大多是建立在半橋和全橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上。針對(duì)雙三相電機(jī)控制系統(tǒng),本文提出六相八橋臂拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),相比于全橋減少了功率器件的數(shù)量;相比于半橋,故障時(shí)不必切除整套三相繞組,容錯(cuò)運(yùn)行效率提高。文章對(duì)電動(dòng)汽車用六相八橋臂永磁同步電機(jī)控制系統(tǒng)展開了研究,內(nèi)容主要包括六相電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,六相電機(jī)的矢量調(diào)制算法,六相電機(jī)的容錯(cuò)運(yùn)行以及六相電機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)分析。首先,對(duì)六相電機(jī)控制系統(tǒng)原理和數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了分析。探討了幾種常見的逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),確定了本文所采用的逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);完成了對(duì)六相電機(jī)數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo),在雙三相繞組形式的基礎(chǔ)上,將六相八橋臂控制系統(tǒng)等效為兩套三相四橋臂控制系統(tǒng);簡要分析了六相電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的基本原理。其次,針對(duì)六相八橋臂(雙三相四橋臂)逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng),研究其在靜止坐標(biāo)系下的空間矢量調(diào)制技術(shù)(SVPWM)。考慮到矢量調(diào)制模塊對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的重要性,對(duì)空間矢量調(diào)制模塊和整個(gè)控制系統(tǒng)的正常態(tài)運(yùn)行進(jìn)行了仿真研究。仿真結(jié)果表明,PWM諧波含量低,整個(gè)控制系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小,電流階躍響應(yīng)速度快、穩(wěn)態(tài)誤差小,滿足應(yīng)用場合的需要。然后,研究了六相電機(jī)控制系統(tǒng)的容錯(cuò)控制方案。針對(duì)較為常見的一相開路故障和兩相開路故障,運(yùn)用中線補(bǔ)償控制和最優(yōu)電流控制兩種方案實(shí)現(xiàn)了電機(jī)的容錯(cuò)運(yùn)行。對(duì)控制系統(tǒng)故障運(yùn)行進(jìn)行仿真研究,分析容錯(cuò)控制前后電流響應(yīng)曲線、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)曲線以及轉(zhuǎn)速波動(dòng)曲線,驗(yàn)證容錯(cuò)控制策略的可靠性。最后,詳細(xì)介紹了整個(gè)控制系統(tǒng)的電機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),包括硬件設(shè)計(jì)以及軟件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)方面主要包括功率單元和控制單元的設(shè)計(jì),軟件設(shè)計(jì)主要包括DSP的程序設(shè)計(jì)。對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真一致,說明設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的有效性。

【關(guān)鍵詞】：
【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;U469.72
【目錄】：

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