六相感应电机直接转矩控制系统研究

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1、硕士学位论文六相感应电机直接转矩控制系统研究ResearchonDirectTorqueControlSystemforSix-PhaseInductionMotor作者：鲍宇导师：伍小杰教授中国矿业大学二〇一六年六月中图分类号TM346学校代码10290UDC621.3密级公开中国矿业大学硕士学位论文六相感应电机直接转矩控制系统研究ResearchonDirectTorqueControlSystemforSix-PhaseInductionMotor作者鲍宇导师伍小杰申请学位工学硕士培养单位中国矿业大学学科专业电气工程研究方向交流调速答辩

2、委员会主席邓世建评阅人盲审二○一六年六月论文审阅认定书研究生鲍宇在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢三年的光阴转眼而过，其中不乏挫折和磨练，没有老师、同学、朋友和亲人的支持与陪伴，难以走到今天。本论文是在我的导师伍小杰教授的悉心指导下完成的。从论文的选题、实验方案的设计以及论文的定稿，每一阶段无不倾注着导师的心血。他严肃的科学态度，

3、严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。在此，谨对我的导师表示衷心的感谢！在课题完成过程中，感谢耿乙文老师在学业上给予我的精心指导和帮助，同时也感谢老师在思想、生活上给予我的关怀。感谢李小强博士和周勤奋等师兄的帮助，师兄们勤学刻苦的精神和始终如一的坚持与努力影响着我，成为我成长路上的榜样。也特别感谢任荣、王昊、马鸿宇等同学在课题研究过程中的协助。感谢实验室李舟生、李珊珊、张翀、张雪、吴琼、胡骢、郑飞、王凯、段然等兄弟姐妹们陪我度过了难忘的学术生涯。最后，衷心感谢我的父母。在漫长的求学道路上，是你们在我身后默默的无私奉献着，无

4、论是精神还是物质都给我巨大的支持。摘要相较于三相电机调速系统，多相电机调速系统具有功率大、转矩脉动低和动静态性能好的优势。电机可靠性高，能够在缺相情况下通过调整控制策略继续运行。因此，在船舶推进等大功率高可靠性要求的场合，多相系统的应用日趋广泛。直接转矩控制已与矢量控制一并成为现代高性能交流调速领域中最为常用的控制策略，与矢量控制相比，直接转矩控制不进行旋转坐标变换，且电机转矩响应更加迅速。本文围绕六相感应电机正常及故障运行时的直接转矩控制展开工作。首先，引入空间矢量解耦变换理论，建立了电机正常及缺相情况下的数学模型。通过分析电机数学模型，得

5、出电机缺相时需切除一组定子三相绕组来控制电机的结论，并建立切除一组定子绕组后电机的数学模型。其次，针对六相感应电机定子电流谐波含量较大的问题，引入基于空间矢量解耦变换的空间矢量脉宽调制算法，通过合成虚拟电压矢量降低定子电流谐波含量。并将适用于三相系统的基波电压线性输出过调制算法推广到六相电机调速系统中，且对该算法进行了仿真验证。再次，研究了传统直接转矩控制理论并提出了一种新型直接转矩控制方法。给出了传统直接转矩控制的具体实现过程，然后利用模糊控制理论和变占空比技术实现新型直接转矩控制以提高系统性能，并对该算法进行了仿真验证。最后，给出了直接转

6、矩控制系统的硬件电路并对控制算法进行了实验验证。分别完成了电机正常运行和故障切除一套定子绕组运行时，在传统直接转矩控制算法和新型直接转矩控制算法下的实验。实验结果证明了文中理论的正确性。关键词：六相感应电机；直接转矩控制；空间矢量脉宽调制；过调制；缺相运行IAbstractComparedwiththree-phasespeedcontrolsystem,multi-phasespeedcontrolsystemhasmanyadvantageslikehigherpower,lowertorqueripple,bettersteadyand

7、dynamicperformance.Withthecharacteristicofhighreliability,themotorcanstillberunningwithoneormoreopen-circuitedphasesbyadjustingcontrolstrategy.Thus,intheapplicationswithhigh-reliabilityrequirementlikeshippropulsion,multi-phasesystemisbecomingmorewidespread.Directtorquecontr

8、olandvectorcontrolarethemostcommonlyusedstrategiesinthemodernhigh-performanceACspe