無刷雙饋電機(jī)三電平控制策略研究.pdf

1、無刷雙饋電機(jī)（簡稱為BDFM）是一種新型交流感應(yīng)電機(jī)。它具有兩套定子繞組和一套功率繞組，這種電機(jī)在結(jié)構(gòu)上取消了電刷和滑環(huán)，具有結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用、功率因數(shù)可調(diào)和變頻器容量小等優(yōu)點。由于無刷雙饋電機(jī)可以運(yùn)行于同步，異步和雙饋等多種狀態(tài)，因此其在交流調(diào)速系統(tǒng)和變速恒頻發(fā)電等領(lǐng)域中有著廣闊的應(yīng)用前景。三電平逆變器具有耐壓程度更高、輸出電壓波形質(zhì)量高等優(yōu)點，適用于高壓大容量交流調(diào)速系統(tǒng)。因此具有較高實用價值和研究意義。本文以無刷雙饋電機(jī)為研究對

2、象，對其三電平控制方法進(jìn)行了理論分析，并進(jìn)行了仿真和實驗驗證。本文主要內(nèi)容如下：
　　從繞線式無刷雙饋電機(jī)的的氣隙磁場原理出發(fā)，系統(tǒng)地分析了其運(yùn)行原理。介紹了定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組的基本結(jié)構(gòu)。詳細(xì)分析了無刷雙饋電機(jī)的各種運(yùn)行狀態(tài)，同時對無刷雙饋電機(jī)在各種不同運(yùn)行狀態(tài)下的功率流向進(jìn)行了深入的分析。
　　推導(dǎo)并建立了無刷雙饋電機(jī)在靜止abc坐標(biāo)系下的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型，并將穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)經(jīng)過坐標(biāo)變換，建立了無刷雙饋電機(jī)在任意d-q坐標(biāo)系下的動態(tài)

3、數(shù)學(xué)模型，在仿真軟件平臺下搭建了電機(jī)數(shù)學(xué)模型，并分別對其單饋運(yùn)行狀態(tài)和雙饋運(yùn)行狀態(tài)的動態(tài)性能仿真和分析。
　　詳細(xì)分析了二極管嵌位式三電平主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其工作原理，著重介紹了空間矢量脈寬調(diào)制方法的調(diào)制方法。針對三電平空間矢量算法的中點平衡、電壓輸出變化率和電壓跳變等問題，提出了一改進(jìn)式空間電壓矢量合成方法，簡化了參考電壓矢量的扇區(qū)判斷和作用時間計算過程中大量的三角函數(shù)計算，通過仿真結(jié)果驗證了其理論分析的正確性和方法的有效性。

4、r>　　詳細(xì)分析了無刷雙饋電機(jī)的標(biāo)量控制和轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制算法等閉環(huán)控制算法的結(jié)構(gòu)和原理。重點研究了無刷雙饋電機(jī)的三電平直接轉(zhuǎn)矩控制算法，分別對磁鏈觀測，轉(zhuǎn)矩觀測，磁鏈調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)等單元進(jìn)行了分析。設(shè)計了一種基于模型參考自適應(yīng)方法的的磁鏈觀測模型。針對三電平直接轉(zhuǎn)矩控制算法中磁鏈和轉(zhuǎn)矩脈動、電壓跳變和輸出電壓變化率高和中點電壓偏移等問題。對電壓矢量空間進(jìn)行了優(yōu)化。在傳統(tǒng)固定合成矢量方法上進(jìn)行了改進(jìn)。提出了一種改進(jìn)式固定矢量合成法，

5、將合成矢量進(jìn)一步細(xì)分，減小了電壓跳變和磁鏈、轉(zhuǎn)矩脈動，通過計算機(jī)仿真表明所提出算法的實用性和有效性，具有較高的應(yīng)用價值。
　　針對三電平直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)中電壓矢量方案復(fù)雜、轉(zhuǎn)矩脈動和磁鏈脈動大等問題，提出了一種無刷雙饋電機(jī)三電平模糊控制算法。通過模糊控制算法來對轉(zhuǎn)矩、磁鏈和中點電位的誤差進(jìn)行調(diào)節(jié)。在仿真平臺上對所提出的算法進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果表明所提出算法轉(zhuǎn)矩響應(yīng)快，同時有效的降低了磁鏈和轉(zhuǎn)矩脈動。
　　以DSPTMS320F