共直流母線開繞組永磁同步電機(jī)零序電流抑制研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著高性能稀土永磁材料、電力電子開關(guān)器件、脈沖寬度調(diào)制技術(shù)及電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，永磁同步電機(jī)(PMSM)得到了快速發(fā)展，并以其功率密度高、轉(zhuǎn)矩慣性比高、效率高及磁鋼結(jié)構(gòu)靈活多變等優(yōu)異的性能，被廣泛地應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、交流伺服及傳動(dòng)等領(lǐng)域。為滿足高壓大功率的需求，可對(duì)傳統(tǒng)的PMSM電機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，將電機(jī)定子繞組兩端均開路，并由兩個(gè)變流器進(jìn)行饋電，得到開繞組(OW) PMSM電機(jī)結(jié)構(gòu)。本文從理論分析、數(shù)學(xué)建模、仿真分析及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證四個(gè)

2、方面研究OW-PMSM在共直流母線下的運(yùn)行技術(shù)，包括零軸等效電路分析及零序電流的抑制技術(shù)。
　　本文推導(dǎo)了OW-PMSM在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（d-q-0坐標(biāo)系）下的數(shù)學(xué)模型，并著重分析了隔離型和共直流母線型兩種OW-PMSM結(jié)構(gòu)下的零軸等效電路，發(fā)現(xiàn)共直流母線型OW-PMSM結(jié)構(gòu)存在零序電流通路，在變流器調(diào)制產(chǎn)生的共模電壓和永磁體自身反電勢(shì)零序分量共同作用下，會(huì)在OW-PMSM繞組內(nèi)產(chǎn)生零序電流，影響開繞組永磁同步電機(jī)運(yùn)行效率和穩(wěn)定性

3、。基于此分析，本文提出了以下三種零序電流抑制技術(shù):
　　1)研究了零序電流閉環(huán)控制技術(shù)，通過(guò)控制變流器輸出共模電壓來(lái)補(bǔ)償反電勢(shì)零序分量，從而抑制零序電流。分析零軸等效電路結(jié)構(gòu)，提出了基于補(bǔ)償電阻和零序電感共模電壓的零序電流抑制策略，并且分析了SPWM和SVPWM對(duì)共模電壓調(diào)制的原理，及共模電壓對(duì)直流電壓利用率的影響，然而該方法需要多個(gè)低通濾波器和比例積分控制器，致使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
　　2)由于反電勢(shì)零序分量和電流零序分量主要

4、以三次諧波存在，為簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)，本文提出了基于比例諧振控制器(PR)的零序電流抑制策略，并分析了電機(jī)參數(shù)變化、諧振器參數(shù)變化、轉(zhuǎn)速變化及反電勢(shì)諧波對(duì)系統(tǒng)的影響，然而該方法只能對(duì)單一頻率（三次諧波）的零序電流進(jìn)行抑制。
　　3)當(dāng)反電勢(shì)零序分量需要考慮3、9、15次等多次諧波時(shí)，為同時(shí)對(duì)多次諧波進(jìn)行控制，本文提出了基于重復(fù)控制器(RC)的零序電流抑制策略，并且介紹了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，及穩(wěn)定性分析。
　　最后，本文搭建了共直流母線