多相感应电机变频调速系统的研究

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1、V，，57858E摘要(中文)多相感应电机变频调速系统的研究摘要过去三十年的研究表明多相感应电机调速系统具有相当强的竟争能力。除了可以用低压功率器件实现大功率等级外，具有多相冗余结构使调速系统的可靠性得以改善，在多相感应电机调速系统损失一相或几相定子激励情况下能继续起动和运行。目前，它已在潜艇推进系统上获得成功应用。然而，作为一种新技术，在用多相感应电机替代三相感应电机时，还存在许多问题需要研究和解决。本文以任意多相感应电机调速系统为研究对象，针对多相感应电机调速系统的建模、逆变器供电下的时空谐波、多相逆变器PWM算法、缺相运行状态下的特性和调速系统的设计进行了

2、全面的理论分析、仿真和实验研究。采用广义对称分量变换建立了多相感应电机的动态模型、稳态模型及等效电路。基于广义两相实变换，推导了多相感应电机静止坐标系下的广义d-q模型。在此基础上，采用MATLAB/SIMULINK建立了一种任意多相感应电机调速系统通用的仿真模型。分析了多相感应电机在PWM电压型逆变器供电下的时空谐波分布情况和存在的谐波转矩。对多相感应电机的转矩和谐波损耗与三相电机进行了比较。通过研究三相PWM算法的统一数学模型，基于空间矢量理论和统一调制理论，提出了一种适用于任意多相感应电机的统一电压调制〔UVM)算法。由于这种算法充分利用了多相逆变器众多的

3、空间电压矢量，从而可以获得谐波含量较小的电机电流波形和畸变较小的电机磁链，有利于减小转矩脉动，提高系统的转矩快速响应性能。针对双三相感应电机的特殊性，提出了一种适用于双三相感应电机的UVM算法。六相逆变器可以看成是两个共用直流母线的三相逆变器，将应用于三相电机的UVM算法扩展到双三相逆变器PWM控制中，实现双二相感应电机的UVM控制。并可把它扩展到定子绕组以三相对称绕组为子集的多相感应电机的控制中.对平衡运行、不平衡运行和缺相运行状态下的多相感应电机特性进行了分析和仿真研究。多相感应电机在不平衡运行和缺相运行时，虽然运行性能下降，但与三相电机不同，允许缺相运行。

4、基于矢量空间解拙变换，建立了不平衡状态下双三相感应电机的数学模型，对其缺一相、两相时的电机运行特性进行了分析和仿真研究。采用数字信号处理器(DSP)和单片机控制，构造了一个适用于驱动相数m_<15的全数字化多相感应电机变频调速系统，对十五相感应电机分别进行了西安交通大学博士论文空载、带载的V/f矢量控制和缺相运行状态下的实验，对双三相感应电机进钓一rUVM算法实验，并给出了实验结果和分析。关键词:多相感应电机;十五相;双三相;电压型逆变器:统一电压调制(UVM)算法;不平衡运行:缺相摘要(英文)ResearchonMultiphaseInductionMachi

5、neAdjustableSpeedDrivesAbstractTheinvestigationsspreadoverthelastthreedecadesindicatethetechnicalandeconomicviabilityofmultiphaseinductionmachineadjustablespeeddrives.Inadditiontohighpowerhandlingcapability,themultiphasewindingstructureprovidesamultiphaseinductionmachinewithcapabilit

6、iesofstartingandrunningevenwithoneormoreofitsstatorexcitationsetsfailed.Atpresent,ithasbeenappliedtothemarineelectricalpropulsionsystemsuccessfully.However,asanewdrivetechnology,therearemanyproblemsandissuestobeinvestigatedandsolvedrelatedtotheuseofmultiphaseinductionmachinesasapoten

7、tialalternativetotheconventionalthree-phaseinductionmachines.Thisthesischoosesthemultiphaseinductionmachinewitharbitrarynumberofphasesasthesubjecttobeinvestigated.Adetailedtheoreticalanalysis,digitalsimulationandexperimentalresearchhavebeencarriedoutcenteringonthemodelofmultiphaseind

8、uctionmachin