無刷雙饋電機三電平控制策略研究.pdf

1、無刷雙饋電機（簡稱為BDFM）是一種新型交流感應電機。它具有兩套定子繞組和一套功率繞組，這種電機在結構上取消了電刷和滑環(huán)，具有結構簡單、堅固耐用、功率因數(shù)可調和變頻器容量小等優(yōu)點。由于無刷雙饋電機可以運行于同步，異步和雙饋等多種狀態(tài)，因此其在交流調速系統(tǒng)和變速恒頻發(fā)電等領域中有著廣闊的應用前景。三電平逆變器具有耐壓程度更高、輸出電壓波形質量高等優(yōu)點，適用于高壓大容量交流調速系統(tǒng)。因此具有較高實用價值和研究意義。本文以無刷雙饋電機為研究對

2、象，對其三電平控制方法進行了理論分析，并進行了仿真和實驗驗證。本文主要內容如下：
　　從繞線式無刷雙饋電機的的氣隙磁場原理出發(fā)，系統(tǒng)地分析了其運行原理。介紹了定子繞組和轉子繞組的基本結構。詳細分析了無刷雙饋電機的各種運行狀態(tài)，同時對無刷雙饋電機在各種不同運行狀態(tài)下的功率流向進行了深入的分析。
　　推導并建立了無刷雙饋電機在靜止abc坐標系下的穩(wěn)態(tài)數(shù)學模型，并將穩(wěn)態(tài)數(shù)學經(jīng)過坐標變換，建立了無刷雙饋電機在任意d-q坐標系下的動態(tài)

3、數(shù)學模型，在仿真軟件平臺下搭建了電機數(shù)學模型，并分別對其單饋運行狀態(tài)和雙饋運行狀態(tài)的動態(tài)性能仿真和分析。
　　詳細分析了二極管嵌位式三電平主電路拓撲結構及其工作原理，著重介紹了空間矢量脈寬調制方法的調制方法。針對三電平空間矢量算法的中點平衡、電壓輸出變化率和電壓跳變等問題，提出了一改進式空間電壓矢量合成方法，簡化了參考電壓矢量的扇區(qū)判斷和作用時間計算過程中大量的三角函數(shù)計算，通過仿真結果驗證了其理論分析的正確性和方法的有效性。

4、r>　　詳細分析了無刷雙饋電機的標量控制和轉子磁場定向矢量控制算法等閉環(huán)控制算法的結構和原理。重點研究了無刷雙饋電機的三電平直接轉矩控制算法，分別對磁鏈觀測，轉矩觀測，磁鏈調節(jié)和轉矩調節(jié)等單元進行了分析。設計了一種基于模型參考自適應方法的的磁鏈觀測模型。針對三電平直接轉矩控制算法中磁鏈和轉矩脈動、電壓跳變和輸出電壓變化率高和中點電壓偏移等問題。對電壓矢量空間進行了優(yōu)化。在傳統(tǒng)固定合成矢量方法上進行了改進。提出了一種改進式固定矢量合成法，

5、將合成矢量進一步細分，減小了電壓跳變和磁鏈、轉矩脈動，通過計算機仿真表明所提出算法的實用性和有效性，具有較高的應用價值。
　　針對三電平直接轉矩控制系統(tǒng)中電壓矢量方案復雜、轉矩脈動和磁鏈脈動大等問題，提出了一種無刷雙饋電機三電平模糊控制算法。通過模糊控制算法來對轉矩、磁鏈和中點電位的誤差進行調節(jié)。在仿真平臺上對所提出的算法進行仿真，仿真結果表明所提出算法轉矩響應快，同時有效的降低了磁鏈和轉矩脈動。
　　以DSPTMS320F