六相磁通切換型永磁電機(jī)控制策略與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究.pdf

1、與傳統(tǒng)三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比，多相電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小、可靠性高和更適合于大功率傳動(dòng)系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛地應(yīng)用于大功率、可靠性要求高的航空航天、艦船和新能源汽車等場(chǎng)合。磁通切換型永磁電機(jī)(Flux-Switching Permanent Magnet電機(jī)，簡(jiǎn)稱FSPM電機(jī))是一種新型結(jié)構(gòu)的定子永磁型無刷電機(jī)，不但具有效率高、功率密度大等傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子永磁型電機(jī)的諸多優(yōu)點(diǎn)，并且兼具轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適合高速運(yùn)行、冷卻方便等優(yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子永

2、磁型電機(jī)的諸多缺點(diǎn)，具有很好的應(yīng)用前景。
　　本文選擇一臺(tái)雙Y移30°型六相FSPM電機(jī)（以下簡(jiǎn)稱雙三相FSPM電機(jī)）作為研究對(duì)象，對(duì)整套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制策略進(jìn)行詳細(xì)研究，主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　1.介紹了雙三相定子24槽/轉(zhuǎn)子22極FSPM電機(jī)的結(jié)構(gòu)及FSPM電機(jī)的工作原理，從有限元分析的靜態(tài)特征出發(fā)，建立雙三相FSPM電機(jī)定子坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，針對(duì)其高階、非線性、強(qiáng)耦合的特點(diǎn)，推導(dǎo)出多相坐標(biāo)變換矩陣，進(jìn)而建立轉(zhuǎn)子坐標(biāo)系下

3、的數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)方程的降階解耦，并在Matlab/Simulink仿真環(huán)境下依據(jù)數(shù)學(xué)模型搭建本體仿真模型。
　　2.針對(duì)FSPM電機(jī)結(jié)構(gòu)新穎的特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)，提出一套適合加工FSPM電機(jī)的加工工藝和工序，并完成本臺(tái)雙三相FSPM樣機(jī)的加工制作，對(duì)樣機(jī)的絕緣電阻、反電動(dòng)勢(shì)、電阻電感、摩擦系數(shù)及轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等基本參數(shù)進(jìn)行測(cè)定，并與仿真值比較，對(duì)樣機(jī)加工水平進(jìn)行評(píng)估。
　　3.分析了適用于雙三相FSPM電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制

4、策略，對(duì)不同的矢量調(diào)制算法進(jìn)行推導(dǎo)計(jì)算，并完成相應(yīng)仿真。對(duì)比控制效果和實(shí)現(xiàn)過程的復(fù)雜度篩選出最適合于雙三相FSPM電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的矢量調(diào)制算法。
　　4.研究了雙三相FSPM電機(jī)發(fā)生斷路故障后的定子磁動(dòng)勢(shì)和電磁轉(zhuǎn)矩，以氣隙磁動(dòng)勢(shì)不變?yōu)榛驹瓌t，完成了一相和兩相斷路故障后補(bǔ)償電流矢量的計(jì)算，并比較了中性線的有無對(duì)容錯(cuò)性能的影響，通過仿真驗(yàn)證了容錯(cuò)控制算法的正確性。
　　5.根據(jù)所研究矢量控制策略和容錯(cuò)補(bǔ)償策略的實(shí)際需求，搭建完成

5、一套基于TMS320F28335型DSP芯片的硬件控制器，并給出每一個(gè)功能電路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和測(cè)試方法。
　　6.根據(jù)矢量控制策略和容錯(cuò)補(bǔ)償策略的計(jì)算結(jié)果，在CCS6.1.0環(huán)境下編寫完成基于C語言的電機(jī)控制程序，實(shí)現(xiàn)了本文研究的全部控制算法。
　　7.在軟硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備，搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)分析，完成所有控制算法的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，為雙三相FSPM電機(jī)在新能源汽車驅(qū)動(dòng)等新型驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域的應(yīng)