论文部分内容阅读
电梯门控制系统作为电梯系统中的安全运行的关键部件,在整个电梯系统中占着重要位置,因此电梯门系统故障带来的各种问题使得对其优化与维护技术的研究显得尤为重要。为了提高电梯门控制系统的整体性能和容错能力,本文在对开绕组永磁同步电机（OW-PMSM）与传统PMSM的结构与特点进行分析的基础上,基于电压矢量（SVPWM）控制技术从理论分析、数学建模、仿真分析、实验验证等方面对单电源供电拓扑结构下的开绕组PMSM的双逆变器控制系统进行了研究,并针对最大电压矢量空间范围内的双逆变器控制的零序电流抑制方法以及双逆变器单相桥臂故障的容错运行进行了仿真与实验研究,具体工作内容如下:首先对开绕组永磁同步电机在国内外研究和发展进行了文献综述,介绍了几种主要的拓扑结构,分析了当前常用的几种控制策略及容错控制方法,此外,在分析OW-PMSM的拓扑结构与供电原理的基础上,在三种坐标系（abc坐标系、αβ坐标系、dq坐标系）下建立了开绕组PMSM的数学模型。其次,基于传统PMSM的单逆变器SVPWM控制技术,提出了在最大电压矢量范围内对开绕组PMSM的双逆变器进行控制以提高其电压利用率,并针对单电源供电的OW-PMSM存在的零序回流通路,以及共模电压导致零序电流从而影响电机正常运行的问题,本文提出两种SVPWM控制的改进方案:改进零矢量作用时间分配系数tx0和增加零序电流i0的PI调节闭环,使得零序电流得到很好的抑制且减小了三相电流的谐波分量。此外,本文在分析了开绕组电机驱动系统非冗余运行方式下单相桥臂故障的容错控制基础上,给出了开绕组电机驱动系统的两相容错运行方案。最后,在上述工作基础上,搭建OW-PMSM的仿真模型,并以此模型为基础搭建OW-PMSM双逆变器的矢量控制系统,对传统的SVPWM控制系统和抑制零序电流的改进SVPWM控制系统进行仿真对比,同时搭建了系统故障后两相容错运行控制策略的矢量控制系统的仿真模型,验证了零序电流抑制策略和两相容错控制策略的正确性和有效性,并在以STM32F407为控制芯片的硬件平台上对电梯门系统样机进行实验,结果验证了本文提出的零序电流动态抑制方法的工程应用可行性。