双三相永磁同步电机容错控制策略研究

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1、硕士学位论文双三相永磁同步电机容错控制策略研究RESEARCHONFAULTTOLERANTCONTROLSTRATEGYFORDUALTHREEPHASEPERMANENTMAGNETSYNCHRONOUSMOTOR杨宗龙哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TM351学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文双三相永磁同步电机容错控制策略研究硕士研究生：杨宗龙导师：高强教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Class

2、ifiedIndex:TM351U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONFAULTTOLERANTCONTROLSTRATEGYFORDUALTHREEPHASEPERMANENTMAGNETSYNCHRONOUSMOTORCandidate：YangZonglongSupervisor：Prof.GaoQiangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEng

3、ineeringAffiliation：SchoolofElectricalEngineeringandAutomationDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要伴随着交流变频调速系统大功率、高可靠性化的进程，双三相永磁同步电机逐渐崭露头角。高效率、低损耗、高功率密度，较低的磁动势谐波、平滑的转矩波动以及较强的容错运行能力等优点，使得其在舰船推进、全电飞机、新能源发电等场合得到了广

4、泛的运用。以双三相电机为代表的多相电机是交流变频调速系统电机未来的主要发展方向之一。本文围绕双三相永磁同步电机，对其数学模型、谐波电流控制以及定子电枢绕组开路故障后的容错控制策略等主要问题进行了分析研究。电机的数学模型是电机驱动控制系统的关键，本文对六相静止坐标系下双三相永磁同步电机数学方程分别采用双d-q理论以及矢量空间解耦理论进行旋转变换，得到了两种坐标系下的数学模型，并建立了相应的等效电路来分析变换后电机模型变量间的耦合关系。针对双三相永磁同步电机谐波电流平面解耦的特点，本文建立了采用改进型比例谐振控制器的矢量控制方案，通过比例

5、谐振控制器谐振点处高增益的特点来抑制谐波子平面的电流，同时省去旋转坐标变换，在两相静止坐标系下直接实现了对双三相电机的控制，节省了控制器资源。本文分析了双三相永磁同步电机定子绕组开路故障后，基于电流滞环控制的容错控制方案，根据电机输出功率恒定、旋转磁动势不变两个原则，选取定子总铜耗最小和相铜耗最大值最小两个指标来优化求解开路故障后电机剩余相电流的表达式，建立了采用电流滞环控制技术的容错控制系统，同时仿真分析了该容错控制系统的电流以及转矩响应。本文分析了双三相永磁同步电机定子绕组开路故障后保持剩余相电流不变时电机的磁动势及输出转矩。同时

6、基于矢量空间解耦变换的思想对W相绕组开路故障后的双三相永磁同步电机进行建模，分析了缺相故障电机在正常矢量控制下的性能，并基于缺相后电机的数学模型，分析了采用二次变换的容错控制策略，消除了缺相后电机产生的二次转矩波动。最后本文搭建了双三相永磁同步电机驱动控制实验平台，并对相关理论进行了实验研究与验证。关键词：双三相永磁同步电机；矢量空间解耦变换；谐波抑制；定子绕组开路故障；容错控制策略-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththehighpowerandhighreliabilityoftheACmotor,theD

7、ualThree-phasePMSMisemerging.Theadvantagesofhighefficiency,lowloss,lowEMFharmonic,smoothtorquerippleandstrongfaulttolerantoperationabilityhavingmadeitwidelyusedinshippropulsion,allelectricaircraftandsoon.ThemultiphasemotorrepresentedbyDual-ThreephasePMSMisoneofthemainde

8、velopmentdirectionsoftheACdrivesystem.Inthispaper,themathematicalmodeling,harmoniccurrentsuppressionandfault-t