基于三相四桥臂的永磁容错电机直接转矩控制

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1、中图分类号：TM351论文编号：102870315-S114学科分类号：080804硕士学位论文基于三相四桥臂的永磁容错电机直接转矩控制研究生姓名戴阳阳学科、专业电力电子与电力传动研究方向电机控制指导教师郝振洋副教授南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationDirectTorqueControlofFaultTolerantPermanentMagnetMotorBasedonTh

2、ree-PhaseFour-LegInverterAThesisinElectricalEngineeringbyDaiYangyangAdvisedbyProf.HaoZhenyangSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所

3、涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书)作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要在多电飞机的一些关键传动控制系统中，机电作动器已处处可见。因此，设计一套具有高可靠性的电机控制系统具有迫切的现实价值。容错技术可以保证系统在一相或多相故障后继续安全稳定运行，与余度技术相比具有功率密度高的优点，是可靠性技术发展的

4、高级阶段。本文总结了基于独立H桥拓扑的永磁容错电机直接转矩控制的优缺点，提出了基于三相四桥臂的永磁容错电机直接转矩控制系统，给出了逆变器与电机绕组故障辨识方法，并详细分析了正常态和故障态时的控制策略。当正常态时，系统工作在三相全桥状态，采用基于空间电压矢量调制的直接转矩控制方法，定子磁链观测选用电流模型，并对定子磁链幅值给定进行了优化。当故障态时，即电机的单个功率管或一相绕组发生故障时，根据具体情况决定第四桥臂的控制方法，保证故障前后空间电压矢量保持不变，从而实现直接转矩容错控制。利用Matlab/Simulink搭建仿真模型，对算法进行了仿真验

5、证。针对永磁容错电机直接转矩控制系统，本文结合硬件平台，给出了详细的软件设计方案，包括DSP控制软件和CPLD综合故障处理两部分。在此基础上，完成了正常态和故障态控制算法的实验验证。关键词：永磁容错电机，三相四桥臂，直接转矩控制，定子磁链，空间电压矢量I基于三相四桥臂的永磁容错电机直接转矩控制AbstractAmongthekeydrivecontrolsystemsofthemoreelectricaircraft,electromechanicalactuatorshavebeenseeneverywhere.Therefore,design

6、ofamotorcontrolsystemwithhighreliabilityisrealisticallyurgentandvaluable.Fault-toleranttechnologycanensurethesystemcontinuetorunsafelyaftermultiphasebreakdown.Comparedtoredundanttechnology,faulttoleranttechnologyhastheadvantageofhighpowerdensityandistheadvancedstageofreliabil

7、itytechnology.Thispaperconcludestheadvantagesanddisadvantagesofdirecttorquecontrol(DTC)basedonindependentHbridgetopology,thenproposesthedirecttoruquecontroloffaulttolerantpermanentmagnetmotor(FTPMM)basedonthreephasefourbridge.Itgivestheinverterandmotorwindingfaultidentificati

8、onmethod,andanalyzesthecontrolstrategyofthenormalstateandfaultstatei