五相永磁同步電機驅動及容錯控制的研究.pdf

1、隨著自然資源的日益匱乏，人類的節(jié)能觀念越來越強烈。五相永磁同步電機(FP-PMSM)與傳統(tǒng)的三相電機相比，具有功率密度高、轉矩波動小、低壓大功率傳動、容錯運行和可靠性好的特性。FP-PMSM控制系統(tǒng)很適合應用到電動汽車、航天等場合，且當今的市場上還沒有成熟的FP-PMSM控制器。為此，本文對五相永磁同步電機控制系統(tǒng)模型、SVPWM技術、半橋結構下矢量控制及單相開路運行、五相六橋臂下單相開路時的容錯控制進行了研究。最后，通過實驗驗證了相關

2、算法的可行性。
　　首先，對 FP-PMSM控制系統(tǒng)進行了理論分析。本文從五相電機的自然數學模型分析，得出了擴展的五相旋轉坐標變換，建立了直交軸解耦后的電機數學模型。在此基礎上，建立了電機控制系統(tǒng)的傳遞函數模型，分析了轉速與電流PI調節(jié)器的設計。在Simulink里，搭建了電機的仿真模型。
　　其次，對五相半橋SVPWM技術進行了研究。在電機正常運行時，五相六橋臂的逆變器，由于中性點電流為零，就退變?yōu)槲逑喟霕蚪Y構，本文采用了

3、id?0的矢量控制。對相鄰雙矢量(NTV-SVPWM)與相鄰四矢量（NFV-SVPWM）進行了理論分析與仿真驗證。針對 NFV-SVPWM中出現的低母線利用率問題，進行了過調制的研究。仿真結果驗證了優(yōu)化后的NFV-SVPWM的正確性，并利用此調制算法進行了id?0的矢量控制的仿真。
　　再次，針對五相電機單相開路故障下的容錯運行條件，本文對五相半橋與五相六橋臂拓撲結構下控制策略進行了相關研究。根據磁動勢不變的原則，進行了五相半橋等

4、電流幅值滯環(huán)控制策略的分析與仿真驗證。五相六橋臂可以實現每相解耦控制，為了簡化容錯算法，本文提出了五相六橋臂下的矢量控制策略，并進行了仿真驗證。同時，為了減小五相半橋下的電流波動率，本文提出了最小相電流誤差的滯環(huán)控制方法，解決了五相半橋下的電流滯環(huán)頻率不固定且轉矩波動大的問題。
　　最后，本文在基于DSP F28M36的硬件平臺上，進行了五相半橋結構下兩種SVPWM算法的實驗，并對有無過調制的NFV-SVPWM算法進行了實驗對比。