雙三相永磁同步電機(jī)雙電機(jī)矢量控制畢業(yè)論文開題報(bào)告(已修改)
2025-06-06 12:53 本頁面
【正文】 哈爾濱工業(yè)大學(xué) （ 威海 ） 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ）開題報(bào)告 1 雙三相永磁同步電機(jī)矢量控制技術(shù) 開題報(bào)告 1. 課題來源及研究目的和意義 多電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)作為運(yùn)動控制研究領(lǐng)域的重要內(nèi)容之一，廣泛應(yīng)用于地鐵，機(jī)車牽引，擠壓機(jī)組，機(jī)器人等應(yīng)用場合。而要推出性能優(yōu)良的機(jī)車牽引，機(jī)器人等工業(yè)驅(qū)動以及綜合電力艦船系統(tǒng)就需要解決同一直流母線電源和同一逆變器供電的多臺電機(jī)獨(dú)立運(yùn)行問題 [1]。 在過去的二十 多 年 ，越來越多的研究人員 關(guān)注研究多相電機(jī)，因?yàn)槎嘞嚯姍C(jī)相對于傳統(tǒng)的三相電機(jī)存在諸多 的顯著優(yōu)點(diǎn) ， 包括：減少轉(zhuǎn)矩脈動，降低直流母線電流諧波含量，潛在的高效率，降低各相功率，由于較高的容 錯(cuò)能力大大提高可靠性 [2]。最常見的一種多相電機(jī)是雙三相電機(jī) [3]， 而雙三相永磁同步電機(jī)是目前研究較為廣泛的一種多相電機(jī)，與傳統(tǒng)的三相電機(jī)相比，雙三相電機(jī)將基波電流產(chǎn)生的最低次諧波 磁勢提高到了 11 次，消除了 對電機(jī)性能影響最大的 5 次、 7 次諧波磁勢，大大減少了電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動 ， 提升 了電機(jī) 性能 [4]。 所以我以雙三相永磁同步電機(jī)為例來研究多相電機(jī)的多電機(jī)串聯(lián)控制。 多相電機(jī)驅(qū)動控制策略中，最具影響力和代表性的是基于空間矢量解耦的矢量控制。 矢量控制方式的實(shí)質(zhì)是將交流電動機(jī)等效為直流電動機(jī)，分別對速度，磁場兩個(gè)分量進(jìn)行獨(dú) 立控制。通過控制轉(zhuǎn)子磁鏈，然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場兩個(gè)分量，經(jīng)坐標(biāo)變換，實(shí)現(xiàn)正交或解耦控制 。 簡單的說，空間矢量控制就是 通過 坐標(biāo)變換 將交流電機(jī)模型等效為直流電機(jī) ，實(shí)現(xiàn)磁鏈與轉(zhuǎn)矩解耦，有利于分別設(shè)計(jì)兩者的調(diào)節(jié)器，以實(shí)現(xiàn)對交流電機(jī)的高性能調(diào)速。 所以對 雙三相永磁同步電機(jī)空間矢量控制技術(shù) 的 研究 具有一定 的研究意義 。 2. 國內(nèi)外 雙三相 電機(jī)矢量控制技術(shù) 的歷史和現(xiàn)狀 1995 年 Yifan Zhao 和 等人從向量空間解耦的角度構(gòu)造了相移30176。雙三相感應(yīng)電機(jī)的變換矩陣 [5]。該方法通過適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)變化，將自 然坐標(biāo)系下六維空間中的變量映像到新基下的六維空間，新的一組基形成三個(gè)相互正交的二維子空間，從而可以在每個(gè)子空間中分別進(jìn)行控制，而且每一個(gè)子哈爾濱工業(yè)大學(xué) （ 威海 ） 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ）開題報(bào)告 2 空間中的分量對應(yīng)于電機(jī)變量中一定次數(shù)的諧波。湖南大學(xué)的歐陽洪林和成蘭仙等人基于此種方法建立了雙三相永磁同步電動機(jī)的數(shù)學(xué)模型，但其研究對象主要為隱極電機(jī)，使得電機(jī)模型簡化，不具備代表性。 20xx 年 Nelson、 Wu 和 1997 年 Aghaebrahimi 等人則從雙繞組的角度分別建立了雙三相感應(yīng)電機(jī)和同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型 [6,7]。他們把雙三相電機(jī)看成是兩個(gè)三相電機(jī)的組合，用分析 三相電機(jī)的方法來分析六相電機(jī)。所選用的變換矩陣為兩個(gè) Clarke 變換矩陣或 Park 變換陣的組合。這種變換方法一般稱為雙 dq 變換。上海海事大學(xué)的謝衛(wèi)、黃家圣以及哈爾濱工程大學(xué)的張敬南、劉勇、叢望基于這種方法對六相永磁同步電勵(lì)磁電動機(jī)進(jìn)行了建模分析，并利用 MATLAB/SIMULINK 軟件建立了其仿真模型，對其性能和參數(shù)影響做了系統(tǒng)的研究，但是所建立的數(shù)學(xué)模型不精確，仿真效果并不理想。 Wu 將推導(dǎo)出的同步電機(jī)模型標(biāo)么化處理后，得到了雙三相同步電機(jī)的等效電路圖。范子超等人在此基礎(chǔ)上運(yùn)用戴維南定理，提出了與普通同 步電機(jī)完全等效的單繞組模型，并用理論分析和電壓諧波分別證明和驗(yàn)證了等效模型的正確性。最后，仿真結(jié)果再次驗(yàn)證了等效模型，并從起動過程、轉(zhuǎn)矩脈動、定轉(zhuǎn)子電流等方面與普通同步電機(jī)做了對比。 20xx 年 趙興濤以 六相雙 Y 移 30176。繞組永磁同步電動機(jī)為研究對象，詳細(xì)分析了其數(shù)學(xué)模型和工作原理，提出了一種新的控制方法，并最終開發(fā)出一套高性能、高可靠性的雙三相永磁同步電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。該系統(tǒng)的 實(shí)現(xiàn) 在多相電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)研究領(lǐng)域具有一定的理論和實(shí)踐意義 [8]。 20xx 年 1 月孟超研究了雙 Y 移 30176。永磁同步電動機(jī)電壓空間矢量脈寬調(diào)制 (pulse width modulation， PWM)技術(shù)的 2 種矢量選擇方式，提出一種新穎的空間矢量過調(diào)制技術(shù) [9]。過調(diào)制區(qū)域根據(jù)調(diào)制度分為 4 種模式。在過調(diào)制方式Ⅰ 和 Ⅱ 中，對 z1z2 電壓平面上的電壓矢量采用不同的優(yōu)化策略。依據(jù)電壓輸出矢量自身的特性，提出了一種易于 DSP 實(shí)現(xiàn)的尋找次優(yōu)解的方法。為進(jìn)一步提高直流母線電壓利用率，過調(diào)制方式 Ⅲ 和 Ⅳ 采用兩電壓矢量調(diào)制，不再對 z1z 電壓平面上的電壓矢量進(jìn)行優(yōu)化。他通過仿真計(jì)算，對輸出電壓的波形和諧波成分進(jìn)行分析。構(gòu)造基于低功耗定點(diǎn)數(shù)字信號處理器 TMS320F2812的 雙 Y 移 30 永磁同步電動機(jī)控制系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了提出方法的正確性和可行性。 20xx 年 6 月 楊金 波 針對相移 30176。 Y 型連接雙三相永磁同步電機(jī)，分別采用雙 dq 變換和矢量空間解耦的方法建立了電機(jī)的數(shù)學(xué)模型 [10]。 前者從兩套三相子系統(tǒng)的角度給出了電磁轉(zhuǎn)矩的表達(dá)式以及兩套繞組之間存在的耦合關(guān)系，后者則揭示了不同的電流諧波分量對機(jī)電能量轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的不同的作用。哈爾濱工業(yè)大學(xué) （ 威海 ） 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論文 ）開題報(bào)告 3 根據(jù)兩種不同的模型搭建了兩套雙三相永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)，通過對兩種控制策略的比較分析，指出了兩者之間的內(nèi)在聯(lián)系和在控制效果上的等價(jià)性。開 環(huán)的仿真實(shí)驗(yàn)對兩種建模方法的一致性進(jìn)行了驗(yàn)證，而閉環(huán)的仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果則表明兩種矢量控制方案在相同的控制參數(shù)下具有一樣的
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