五相永磁同步电机驱动及容错控制策略研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:youluxihua
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着科技的不断高速发展,电机驱动控制系统作为现代化工业生产中的重要环节受到国内外学者的广泛关注与研究。多相永磁同步电机由于具备转矩脉动低、功率密度高、效率高、容错能力强等长处,在可靠性要求较高的领域具有广阔的应用前景。现代控制理论不断发展以及电力电子技术快速向前,电机驱动系统从传统三相供电网络的制约中脱离出来,多相永磁同步电机由于定子绕组相数的增加,驱动系统的控制自由度增加,设计灵动性也相应地得到了提升。多相电机驱动系统发生故障,使系统不能稳定运行,对工业生产会产生严重威胁,从而对发生故障后所采取的容错控制策略研究变得极为重要。因此,本文以五相永磁同步电机为研究对象,对其驱动系统正常运行以及发生故障后容错运行的控制策略进行研究。首先,对多相电机及其控制策略以及多相电机容错控制技术的发展与概况进行了概括与阐述,从而确定本文对五相永磁同步电机驱动系统进行分析与研究。建立五相永磁同步电机自然坐标系下数学模型,根据所得到拓展后的五相电机系统下的坐标变换矩阵,建立旋转坐标系下数学模型;搭建五相永磁同步电机驱动控制框图,确定了五相永磁同步电机处于正常运行的情况下,采用基于空间矢量脉宽调制技术的矢量控制策略;对五相电压型逆变器拓扑结构下的空间电压矢量进行研究与分析,为了使电机运行时的谐波含量较小,从而使电机运行更加稳定,采用相邻四矢量空间矢量脉宽调制方法实现其矢量控制策略。其次,以电机故障前后磁动势不变为原则,计算得到五相永磁同步电机单相开路故障后容错电流表达式,然后通过剩余相空间矢量的位置关系,可以得到单相开路故障后重构的空间电压矢量表达式,从而实现目标矢量的合成,进而实现基于空间矢量脉宽调制技术下单相开路故障后的容错控制策略。最后,为实现电机驱动系统机电能量的平稳转换,构建五相永磁同步电机发生相邻两相开路故障情况下的降阶变换矩阵,根据降阶变换矩阵对空间电压矢量进行重构,利用空间矢量脉宽调制技术实现两相开路故障后的容错控制,并且与传统电流滞环跟踪脉宽调制控制方式对比分析可知,基于空间矢量脉宽调制技术的容错控制策略更为优越。
其他文献
磁控电抗器(Magnetically Controlled Reactor,MCR)是电力系统中的一种无功补偿装置,近年来因其具有比传统补偿装置更优越的性能受到广泛研究和应用。为了深入研究MCR的工作特性,需要建立准确的MCR的模型。本文首先搭建磁控电抗器的磁路模型,验证了其电流特性,再根据磁路建模型的复杂程度不同,依次建立四种不同复杂程度的磁路模型,分析不同磁路拓扑结构计算MCR特性的适应性条件
学位
永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有功率密度高,功率因数高以及效率高等优点,较异步电机简化了机械传动结构,便于采用多种新能源技术,是城轨列车牵引系统的理想选择。PMSM在城轨列车牵引系统中的优势主要体现在易实现电机的经量化设计和全封闭设计,降低转向架簧下质量,有效隔离噪声。但PMSM存在温升高、转矩脉动大、易发生气隙磁密畸变和退磁故障等
学位
兰新高铁电气化铁路是目前建成海拔最高,穿越地形最复杂、通车里程最长、攻克技术难题最多的高速铁路,途径甘肃、青海和新疆三个省份,穿越五大风区,沿线地质环境复杂、沙尘风灾严重,易导致列车发生倾覆事故。为防止此类事故频发,风区沿线建立了挡风墙(屏)防风工程,但“防车不防网”设置的挡风墙(屏)却引起了接触网正馈线舞动现象,导致正馈线、绝缘子等磨损严重,线路易发生掉线断电事故,威胁电气化铁路的安全稳定运营。
学位
青藏高原独特的地理位置和气候特征使得高原与周边气溶胶相互作用成为气候变化的热点问题之一。近年来,青藏高原增温速率已超过全球同期平均升温率,尤其在冬季。青藏高原增温会导致环流异常,进而可能引发一系列大气环境问题。本论文基于地面站点观测资料、卫星遥感资料以及再分析资料系统分析了 1980-2019年冬季青藏高原气温的年代际变化特征及其对附近气溶胶聚集的影响。中国东部和印度北部的气溶胶聚集均与西风急流增
学位
青藏高原(Tibet Plateau,TP)作为世界上海拔最高的高原,被誉为“亚洲水塔”,高大的地形通过动力和热力强迫影响着当地的水文循环和气候变化。同时,青藏高原也是全球气候变化最敏感的区域之一。因此,高原上的气溶胶-云相互作用(ACI,Aerosol-Cloud Interactions)是一个重要的物理过程。本文聚焦于高原上气溶胶、云和降水的时空变化以及它们之间的相互作用。用主成分法将气溶胶
学位
东亚位于季风区,既存在热力和动力要素的调节作用,也受到热带、副热带因素的影响。在众多因子的影响下,东亚夏季降水在时间和空间上呈现出显著的不同,往往伴随着一个区域的降水减少,而另一个区域的降水增多,这种现象与大气环流的遥相关概念相接近。本论文围绕东亚夏季降水遥相关型这一主题,揭示了中国华北—长江下游、西南—东北中部两个夏季降水遥相关型对模式预测技巧的提高作用,并研究了长江流域-西北太平洋夏季降水遥相
学位
随着我国高速铁路建设和发展,部分山地、高海拔地区面临着大电网薄弱、长大坡道隧道无法设置电分相、新能源丰富但无法接入铁路供电系统等一系列问题,传统的异相供电方式已经不能满足现实需求。相较于传统的电气化铁路供电方式,贯通式同相供电系统可以实现全线贯通供电,无需设置电分相,同时将负序和谐波维持在一个较低水平,彻底解决传统供电方式带来的一系列问题,是一种适用于高速、重载、长大坡道隧道的供电方案。本文通过研
学位
在全球变暖的大背景下我国发生的极端低温事件在近些年出现了增多趋势,表现出了年代际变化特征,其年代际变化的特征及成因需要进一步系统研究。本文利用1961—2018年我国逐日温度观测资料和NCEP/NCAR再分析资料,首先对我国冬春季大范围持续性极端低温事件(extensive and persistent extreme cold events,简称EPECE)的发生频次、累计发生天数以及发生范围的
学位
随着我国工业化及城镇化进程的不断推进,以细颗粒物(PM2.5)为代表的大气复合型污染问题日益突出,成为我国当前面临的重大环境问题之一。天水市由于其独特的地形条件(河谷城市)、气象条件(冬、春季采暖期长,沙尘天气频发)和工业布局(多集中于主城区),使得主城区内冬、春季频繁出现PM2.5日均浓度超标现象。本次研究利用通风系数及环境空气质量综合指数,分析了天水市近几年的气象条件,确定2017年为不利气象
学位
本文利用CPC日降水资料、NCEP再分析资料、北半球夏季季节内振荡BSISO(Boreal Summer Intraseasonal Oscillation)指数和青藏高原季风指数(Qinghai-Tibetan Plateau Monsoon Index,QTPMI),采用了滑动平均、功率谱分析、滤波、合成相位分析法等研究了BSISO和青藏高原夏季风(Tibet Plateau Summer M
学位