開放式繞組三相永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來，開放式繞組電機(jī)系統(tǒng)在電動(dòng)汽車和風(fēng)力發(fā)電等新能源領(lǐng)域逐步引起人們的關(guān)注。開放式繞組電機(jī)相比于傳統(tǒng)星接繞組電機(jī)，取消繞組中性點(diǎn)，采用雙逆變器驅(qū)動(dòng)。開放式繞組電機(jī)系統(tǒng)的功率輸出能力和容錯(cuò)運(yùn)行能力要優(yōu)于傳統(tǒng)星接繞組電機(jī)系統(tǒng)。對(duì)于開放式繞組電機(jī)，采用共母線雙逆變器驅(qū)動(dòng)與采用獨(dú)立母線雙逆變器相比在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和成本上具有優(yōu)勢(shì)，但存在雙逆變器輸出共模電壓的問題。針對(duì)此問題，采用消除共模電壓的SVPWM方法，從矢量調(diào)制的角度消除了逆變器輸出端的共模

2、電壓。本文的研究?jī)?nèi)容主要包括開放式繞組三相永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型、雙逆變器驅(qū)動(dòng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析、矢量調(diào)制算法和開放式繞組三相永磁同步電機(jī)的容錯(cuò)控制方法。
　　首先，對(duì)開放式繞組三相永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)原理和數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析。分析兩種常用雙逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，確定采用共母線雙逆變器驅(qū)動(dòng)形式；建立開放式繞組三相永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，對(duì)電機(jī)系統(tǒng)零序回路進(jìn)行分析；介紹開放式繞組三相永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)的基本原理，給出系統(tǒng)控制框圖。

3、r>　　其次，對(duì)共母線雙逆變器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的SVPWM方法進(jìn)行研究。采用共母線雙逆變器對(duì)開放式繞組電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，電機(jī)系統(tǒng)存在零序回路，雙逆變器輸出端的共模電壓作用在零序回路中會(huì)使零序電流增大，加重對(duì)電機(jī)系統(tǒng)的影響。針對(duì)此問題，對(duì)共母線雙逆變器結(jié)構(gòu)采用消除共模電壓的SVPWM方法，并在傳統(tǒng)三相電機(jī)SVPWM方法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了簡(jiǎn)化。對(duì)開放式繞組三相永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究。仿真結(jié)果表明所采用SVPWM方法可以有效消除雙逆變器輸出端的

4、共模電壓，減小零序電流大小。開放式繞組三相永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)輸出共模電壓幅值小，電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)。
　　然后，對(duì)開放式繞組三相永磁同步電機(jī)的容錯(cuò)控制方法進(jìn)行研究。針對(duì)雙逆變器某一橋臂單個(gè)開關(guān)器件故障的情況，分析在故障隔離后雙逆變器的電壓矢量輸出情況。通過選擇合理的電壓矢量和開關(guān)狀態(tài)，在故障后利用剩余兩相采用矢量控制仍然可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的容錯(cuò)運(yùn)行。對(duì)開放式繞組三相永磁同步電機(jī)容錯(cuò)后運(yùn)行進(jìn)行仿真研究，驗(yàn)證容錯(cuò)控制策略的正確性。