基于三次諧波注入的五相永磁同步電機控制策略研究.pdf

1、為緩解日益嚴峻的環(huán)境污染和能源枯竭問題，電動汽車因其綠色環(huán)保的特點應運而生并受到了廣泛關注，永磁同步電機作為電動汽車的核心部件，人們對其安全可靠性要求愈發(fā)嚴格，要求其具有足夠的容錯能力在故障發(fā)生后仍能無擾運行。多相電機相比于傳統(tǒng)的三相電機容錯能力大大提高，并具有高功率密度和低轉矩波動，更高的轉速范圍和過載能力等優(yōu)良性能，因此本文著眼于五相永磁同步電機，對其控制系統(tǒng)進行深入研究。
　　首先，對電機正常運行時的控制策略進行研究。推導出

2、同步旋轉坐標系的數(shù)學模型，并以此為基礎根據(jù)空載氣隙磁場是否正弦，提出了單空間和雙空間兩種矢量控制策略，在Simulink中搭建五相電機控制系統(tǒng)的仿真模型驗證控制策略的可行性。通過三次諧波注入的方法提高電機的輸出轉矩，并在電流有效值約束、幅值約束和轉矩損耗比約束三種情況下設計三次諧波電流的最佳注入率，在有限元軟件中對三種注入率下電機的電磁轉矩和損耗進行對比分析。
　　其次，研究用于五相半橋逆變器的脈寬調制算法。和三相電機SVPWM方

3、法進行類比，推導相鄰四矢量脈寬調制方法（NFV-SVPWM）的實現(xiàn)過程并提出一種與之等效的注入零序分量的基于載波脈寬調制方法（ZI-CPWM），同時將ZI-CPWM進行拓展使之應用于三次諧波注入的雙空間矢量控制中，在Simulink中對兩種PWM方法進行仿真驗證。
　　然后，研究五相電機一相開路故障下的容錯控制策略?；谖逑嚯姍C一相開路狀態(tài)下的解耦矩陣和數(shù)學模型，在銅損最小和電流幅值相等兩種約束條件下對零序分量進行優(yōu)化設計，建立開

4、路故障下的解耦矢量控制模型；在考慮空載氣隙磁場非正弦的情況下，推導三次諧波空間的數(shù)學模型，運用注入三次諧波電流的方法消除二、四次轉矩脈動，同時根據(jù)不同的約束條件實現(xiàn)銅損最小和電流幅值相等的控制，最后利用有限元仿真對提出的四種容錯策略進行對比。
　　最后，對控制系統(tǒng)進行硬件設計，其中包括了功率驅動單元和以DSP芯片TMS320F28335為核心的控制單元，同時進行軟件設計和程序編寫。搭建實驗平臺對本文所提出的PWM方法，矢量控制策略