定子绕组敞开式永磁同步电动机零序电流抑制策略研究

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1、工学硕士学位论文定子绕组敞开式永磁同步电动机零序电流抑制策略研究孙瑞哈尔滨理工大学2018年6月国内图书分类号：TM351工学硕士学位论文定子绕组敞开式永磁同步电动机零序电流抑制策略研究硕士研究生：孙瑞导师：周封申请学位级别：工学硕士学科、专业：电力系统及其自动化所在单位：电气与电子工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex:TM351DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringResearchonZSCSuppressionStrategiesofOpenStatorWindingPermanen

2、tMagnetSynchronousMachineCandidate：SunRuiSupervisor：ZhouFengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：PowerSystemandAutomationDateofOralExamination：June,2018HarbinUniversityofScienceandUniversity：Technology定子绕组敞开式永磁同步电动机零序电流抑制策略研究摘要永磁同步电动机因其高转矩电流比特性、惯量小、控制精度高、效率高等优势在工业和军事等领域中得到了广泛的使用

3、。随着电气传动系统朝着大功率的方向发展，定子绕组敞开式永磁同步电动机结构被提出。系统按照两侧逆变器是否采用同一个直流电源，可以分为共母线系统和隔离母线系统。共母线定子绕组敞开式永磁同步电动机系统中存在零序分量，如何对其进行有效抑制一直是研究的热点。本文的内容围绕系统的零序回路展开，推导了共母线系统的数学模型，特别是零序回路的模型及其等效电路。分析等效电路，发现系统产生的零序回路激励源中，同时包括永磁体三次磁链分量反电势项以及两侧逆变器产生的零序分量。在此基础上，本文首先提出了通过对目标参考电压矢量进行重新分配来使得两侧逆变器在调制过程中产生的共模电压相互抵消的控制策略。从两个逆变器的目标

4、参考电压与系统的目标参考电压间的关系入手，推导共模电压恒等于零时，两侧逆变器目标参考电压之间的夹角应满足的条件，以此为基础对传统的控制策略进行了调整，实现对零序分量的抑制。随后，进一步提出基于零电压矢量作用时间调节的控制策略，在控制回路中额外增加了控制结构。根据伏秒平衡原理，对所需的目标参考电压与两侧逆变器的基本电压矢量中的零电压矢量作用时间的关系进行推导，并据此调整零电压矢量的作用时间，实现零序分量的消除，并搭建了Matlab/Simulik仿真模型，对相应的PWM切换点进行了修正。最后，通过分析对上述两种控制策略进行Matlab/Simulik仿真得到的波形，验证了本文所提出的两种控

5、制策略可以在不同程度上有效地抑制共母线定子绕组敞开式永磁同步电动机系统的零序分量，并分析了两种策略的调制度与调制范围。关键词永磁同步电动机；零序回路；目标参考电压；零电压矢量-I-ResearchonZSCSuppressionStrategiesofOpenStatorWindingPermanentMagnetSynchronousMachineAbstractPermanentmagnetsynchronousmotorhasbeenwidelyappliedinindustrialandmilitaryareasduetoitshightorquecurrentratio,sma

6、llinertia,highcontrolpreciousandhighefficiency.Andthestructureofopenstatorwindingpermanentmagnetsynchronousmachineisproposedastheelectricdrivesystemdevelopstowardshigh-powerrate.Theopenstatorwindingpermanentmagnetsynchronousmachinecanbecategorizedintotwotypesaccordingtothefactthatwhetherthesamevo

7、ltagesourcevoltage(VSC)isadoptedforthetwoconverters,i.e.,theopenstatorwindingpermanentmagnetsynchronousmachinewiththesameVSCandtheopenstatorwindingpermanentmagnetsynchronousmachinewiththeisolatedVSC.TheZSCexistsinthest