本文關鍵詞：多單元永磁同步電機數學模型與轉矩波動抑制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《哈爾濱工業(yè)大學》 2015年

基于六相八橋臂的永磁同步電機控制系統(tǒng)研究

許兵  

【摘要】：隨著電動汽車技術的不斷發(fā)展,多相電機逐漸引起人們的關注。相比于傳統(tǒng)三相電機,多相電機具有低壓大功率輸出和強容錯能力,并且其電磁轉矩波動幅值小,適合對系統(tǒng)可靠性和功率驅動等級有著嚴格要求的電動汽車應用場合。對多相電機控制系統(tǒng)的研究,大多是建立在半橋和全橋拓撲結構上。針對雙三相電機控制系統(tǒng),本文提出六相八橋臂拓撲結構,相比于全橋減少了功率器件的數量;相比于半橋,故障時不必切除整套三相繞組,容錯運行效率提高。文章對電動汽車用六相八橋臂永磁同步電機控制系統(tǒng)展開了研究,內容主要包括六相電機的數學模型,六相電機的矢量調制算法,六相電機的容錯運行以及六相電機控制系統(tǒng)的實驗分析。首先,對六相電機控制系統(tǒng)原理和數學模型進行了分析。探討了幾種常見的逆變器拓撲結構,確定了本文所采用的逆變器拓撲結構;完成了對六相電機數學模型的推導,在雙三相繞組形式的基礎上,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矢量控制系統(tǒng)的基本原理。其次,針對六相八橋臂(雙三相四橋臂)逆變器拓撲結構的控制系統(tǒng),研究其在靜止坐標系下的空間矢量調制技術(SVPWM)�？紤]到矢量調制模塊對整個控制系統(tǒng)的重要性,對空間矢量調制模塊和整個控制系統(tǒng)的正常態(tài)運行進行了仿真研究。仿真結果表明,PWM諧波含量低,整個控制系統(tǒng)正常運行時轉矩波動小,電流階躍響應速度快、穩(wěn)態(tài)誤差小,滿足應用場合的需要。然后,研究了六相電機控制系統(tǒng)的容錯控制方案。針對較為常見的一相開路故障和兩相開路故障,運用中線補償控制和最優(yōu)電流控制兩種方案實現(xiàn)了電機的容錯運行。對控制系統(tǒng)故障運行進行仿真研究,分析容錯控制前后電流響應曲線、轉矩波動曲線以及轉速波動曲線,驗證容錯控制策略的可靠性。最后,詳細介紹了整個控制系統(tǒng)的電機實驗平臺,包括硬件設計以及軟件設計。硬件設計方面主要包括功率單元和控制單元的設計,軟件設計主要包括DSP的程序設計。對控制系統(tǒng)進行實驗分析,實驗結果與仿真一致,說明設計控制系統(tǒng)的有效性。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM341;U469.72
【目錄】：

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