基于三相容錯(cuò)逆變器的PMSM控制器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、永磁同步電動(dòng)機(jī)(PMSM)具有體積小、效率高、功率密度大、調(diào)速范圍寬及動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，因而在交通行業(yè)、工商行業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。隨著其應(yīng)用行業(yè)的擴(kuò)展，特別是在一些至關(guān)重要的場(chǎng)合，PMSM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的安全可靠性受到越來越多的重視。PMSM矢量控制系統(tǒng)采用逆變器提供驅(qū)動(dòng)電流，由于電力電子器件自身的脆弱性，可能會(huì)導(dǎo)致逆變器故障的時(shí)常發(fā)生。控制系統(tǒng)會(huì)把逆變器與電動(dòng)機(jī)當(dāng)作一個(gè)統(tǒng)一的整體進(jìn)行控制，當(dāng)逆變器出現(xiàn)故障時(shí)表示出整個(gè)速度控制系統(tǒng)失

2、去了運(yùn)行能力，正因如此對(duì)逆變器故障時(shí)控制系統(tǒng)的容錯(cuò)運(yùn)行方式進(jìn)行深入研究很有必要。本文在閱讀文獻(xiàn)和資料的基礎(chǔ)上，對(duì)經(jīng)常出現(xiàn)的逆變器故障類型進(jìn)行了分析，總結(jié)了故障產(chǎn)生的特點(diǎn)，并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的容錯(cuò)控制策略。調(diào)研芯片廠商的技術(shù)文檔并設(shè)計(jì)了PMSM容錯(cuò)控制系統(tǒng)的軟硬件。最后在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，獲得了良好的控制性能。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴建立PMSM的數(shù)學(xué)模型，并分別在三相靜止坐標(biāo)系、αβ靜止坐標(biāo)系、dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下對(duì)定子電壓、電流以

3、及磁鏈方程的模型進(jìn)行分析，研究了以坐標(biāo)變換為基礎(chǔ)的PMSM的矢量控制以及空間電壓矢量調(diào)制。⑵研究了逆變器故障下的數(shù)學(xué)模型，針對(duì)PMSM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單相故障設(shè)計(jì)了基于四開關(guān)逆變器的容錯(cuò)控制策略，對(duì)相電壓在開關(guān)管不同開關(guān)情況下進(jìn)行推導(dǎo)，重新定義了三相四開關(guān)下的空間電壓矢量，并推導(dǎo)出新的開關(guān)表，采用電容補(bǔ)償方案優(yōu)化了系統(tǒng)性能，最后對(duì)系統(tǒng)從三相六開關(guān)到三相四開關(guān)的切換運(yùn)行進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，并用Matlab對(duì)運(yùn)行方式進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證系統(tǒng)可行性。⑶分析了