開關(guān)磁阻電機(jī)功率變換器設(shè)計(jì)優(yōu)化與轉(zhuǎn)矩波動(dòng)抑制研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-07 06:38
開關(guān)磁阻電機(jī)由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大以及故障容錯(cuò)性好等一系列優(yōu)點(diǎn)受到越來(lái)越多國(guó)內(nèi)外學(xué)者與專家的關(guān)注。隨著開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展,新能源汽車驅(qū)動(dòng)等應(yīng)用場(chǎng)合的多樣性和復(fù)雜性,要求電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可以滿足不同的設(shè)計(jì)需求。為了進(jìn)一步提高開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)力,本文圍繞功率變換器設(shè)計(jì)優(yōu)化和轉(zhuǎn)矩波動(dòng)抑制展開了深入的理論分析與研究。針對(duì)四相開關(guān)磁阻電機(jī)相電流檢測(cè),提出了一種基于單電流傳感器的相電流重構(gòu)方案。通過(guò)對(duì)不對(duì)稱半橋型功率變換器拓?fù)鋬?yōu)化改進(jìn),在減少電力電子器件數(shù)量的同時(shí),利用高頻脈沖注入,只需一個(gè)電流傳感器便實(shí)現(xiàn)了對(duì)四相繞組相電流的重構(gòu),有效降低了系統(tǒng)體積和成本,為提高系統(tǒng)可靠性創(chuàng)造了條件。針對(duì)多相開關(guān)磁阻電機(jī)相電流檢測(cè),提出了一種通用的相電流重構(gòu)方案。通過(guò)對(duì)電機(jī)相繞組合理分組,對(duì)于具有m相的奇數(shù)相開關(guān)磁阻電機(jī)和具有n相的偶數(shù)相開關(guān)磁阻電機(jī),(m+l)/2和n/2個(gè)霍爾電流傳感器分別用于實(shí)現(xiàn)相電流的完整重構(gòu),無(wú)需改變不對(duì)稱半橋型功率變換器拓?fù)?無(wú)需注入高頻脈沖,有效降低了系統(tǒng)體積和成本而不損失系統(tǒng)性能,而且容易實(shí)施,具有普遍適用性。針對(duì)三相開關(guān)磁阻電機(jī)變換器故障...
【文章來(lái)源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:144 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
致謝
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與基本控制策略
1.2.1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成及運(yùn)行原理
1.2.2 基本控制策略
1.3 開關(guān)磁阻電機(jī)研究現(xiàn)狀
1.3.1 功率變換器設(shè)計(jì)
1.3.2 噪聲抑制方法研究
1.3.3 新型開關(guān)磁阻電機(jī)
1.3.4 無(wú)位置傳感器控制
1.4 章節(jié)安排和主要內(nèi)容
第2章 四相開關(guān)磁阻電機(jī)單電流傳感器相電流重構(gòu)方案
2.1 引言
2.2 傳統(tǒng)相電流檢測(cè)分析
2.3 單電流傳感器相電流重構(gòu)
2.3.1 改進(jìn)型功率變換器拓?fù)?br> 2.3.2 相電流重構(gòu)方法
2.4 三種基本控制策略的實(shí)施
2.4.1 角度位置控制
2.4.2 電流斬波控制
2.4.3 電壓PWM控制
2.5 仿真分析
2.6 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
2.7 結(jié)論
第3章 多相開關(guān)磁阻電機(jī)通用相電流重構(gòu)方案
3.1
3.1.1 三相電機(jī)相電流重構(gòu)
3.1.2 五相電機(jī)相電流重構(gòu)
3.2 偶數(shù)相電機(jī)相電流重構(gòu)
3.2.1 四相電機(jī)相電流重構(gòu)
3.2.2 六相電機(jī)相電流重構(gòu)
3.3 開關(guān)磁阻電機(jī)相電流檢測(cè)方案比較
3.4 仿真分析
3.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
3.6 結(jié)論
第4章 基于全橋逆變器的三相開關(guān)磁阻電機(jī)故障容錯(cuò)變換器
4.1 引言
4.2 故障容錯(cuò)拓?fù)渑c基本運(yùn)行模式
4.3 故障診斷與容錯(cuò)控制
4.3.1 開路故障診斷與容錯(cuò)控制
4.3.2 短路故障診斷與容錯(cuò)控制
4.4 仿真分析
4.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.6 結(jié)論
第5章 基于電池管理系統(tǒng)的開關(guān)磁阻電機(jī)多電平功率變換器
5.1 引言
5.2 電池串并聯(lián)管理系統(tǒng)
5.2.1 并聯(lián)電池組模塊化級(jí)聯(lián)拓?fù)?br> 5.2.2 串聯(lián)電池組模塊化級(jí)聯(lián)拓?fù)?br> 5.3 多電平功率變換器及工作原理
5.3.1 多電平功率變換器拓?fù)?br> 5.3.2 電池驅(qū)動(dòng)模式
5.3.3 發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式
5.3.4 混合驅(qū)動(dòng)模式
5.3.5 電池靜止充電模式
5.3.6 電池SOC均衡控制
5.3.7 故障容錯(cuò)控制
5.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
5.5 結(jié)論
第6章 基于直接瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩控制的開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)抑制
6.1 引言
6.2 基于轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)的直接瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩控制
6.3 基于轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)在線補(bǔ)償?shù)闹苯铀矔r(shí)轉(zhuǎn)矩控制
6.4 仿真分析
6.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
6.6 結(jié)論
第7章 全文總結(jié)
7.1 主要結(jié)論與創(chuàng)新點(diǎn)
7.2 后續(xù)研究工作展望
參考文獻(xiàn)
附錄
作者博士期間成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]無(wú)軸承開關(guān)磁阻電機(jī)的減振控制策略[J]. 楊艷. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(33)
[2]一種雙電源每相單管開關(guān)磁阻電機(jī)功率變換器[J]. 吳建華,丁偉東. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2013(12)
[3]基于電感線性區(qū)模型的開關(guān)磁阻電機(jī)無(wú)位置傳感器技術(shù)[J]. 蔡駿,鄧智泉. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(15)
[4]基于遺傳算法的開關(guān)磁阻電機(jī)自適應(yīng)模糊控制[J]. 修杰,夏長(zhǎng)亮. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2007(11)
[5]基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)磁阻電機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩控制[J]. 夏長(zhǎng)亮,陳自然,李斌. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2006(19)
[6]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)磁阻電機(jī)無(wú)位置傳感器控制[J]. 夏長(zhǎng)亮,王明超,史婷娜,郭培健. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2005(13)
[7]反串線圈法間接位置檢測(cè)技術(shù)在開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J]. 毛良明,經(jīng)亞枝,樊小明,張煥春. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2000(10)
[8]開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)電容式位置檢測(cè)技術(shù)[J]. 詹瓊?cè)A,王雙紅,肖楚成. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 1999(03)
碩士論文
[1]電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)研究[D]. 王建南.安徽理工大學(xué) 2018
本文編號(hào):3021834
【文章來(lái)源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:144 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
致謝
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 開關(guān)磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與基本控制策略
1.2.1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成及運(yùn)行原理
1.2.2 基本控制策略
1.3 開關(guān)磁阻電機(jī)研究現(xiàn)狀
1.3.1 功率變換器設(shè)計(jì)
1.3.2 噪聲抑制方法研究
1.3.3 新型開關(guān)磁阻電機(jī)
1.3.4 無(wú)位置傳感器控制
1.4 章節(jié)安排和主要內(nèi)容
第2章 四相開關(guān)磁阻電機(jī)單電流傳感器相電流重構(gòu)方案
2.1 引言
2.2 傳統(tǒng)相電流檢測(cè)分析
2.3 單電流傳感器相電流重構(gòu)
2.3.1 改進(jìn)型功率變換器拓?fù)?br> 2.3.2 相電流重構(gòu)方法
2.4 三種基本控制策略的實(shí)施
2.4.1 角度位置控制
2.4.2 電流斬波控制
2.4.3 電壓PWM控制
2.5 仿真分析
2.6 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
2.7 結(jié)論
第3章 多相開關(guān)磁阻電機(jī)通用相電流重構(gòu)方案
3.1
3.1.1 三相電機(jī)相電流重構(gòu)
3.1.2 五相電機(jī)相電流重構(gòu)
3.2 偶數(shù)相電機(jī)相電流重構(gòu)
3.2.1 四相電機(jī)相電流重構(gòu)
3.2.2 六相電機(jī)相電流重構(gòu)
3.3 開關(guān)磁阻電機(jī)相電流檢測(cè)方案比較
3.4 仿真分析
3.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
3.6 結(jié)論
第4章 基于全橋逆變器的三相開關(guān)磁阻電機(jī)故障容錯(cuò)變換器
4.1 引言
4.2 故障容錯(cuò)拓?fù)渑c基本運(yùn)行模式
4.3 故障診斷與容錯(cuò)控制
4.3.1 開路故障診斷與容錯(cuò)控制
4.3.2 短路故障診斷與容錯(cuò)控制
4.4 仿真分析
4.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
4.6 結(jié)論
第5章 基于電池管理系統(tǒng)的開關(guān)磁阻電機(jī)多電平功率變換器
5.1 引言
5.2 電池串并聯(lián)管理系統(tǒng)
5.2.1 并聯(lián)電池組模塊化級(jí)聯(lián)拓?fù)?br> 5.2.2 串聯(lián)電池組模塊化級(jí)聯(lián)拓?fù)?br> 5.3 多電平功率變換器及工作原理
5.3.1 多電平功率變換器拓?fù)?br> 5.3.2 電池驅(qū)動(dòng)模式
5.3.3 發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式
5.3.4 混合驅(qū)動(dòng)模式
5.3.5 電池靜止充電模式
5.3.6 電池SOC均衡控制
5.3.7 故障容錯(cuò)控制
5.4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
5.5 結(jié)論
第6章 基于直接瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩控制的開關(guān)磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)抑制
6.1 引言
6.2 基于轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)的直接瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩控制
6.3 基于轉(zhuǎn)矩分配函數(shù)在線補(bǔ)償?shù)闹苯铀矔r(shí)轉(zhuǎn)矩控制
6.4 仿真分析
6.5 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
6.6 結(jié)論
第7章 全文總結(jié)
7.1 主要結(jié)論與創(chuàng)新點(diǎn)
7.2 后續(xù)研究工作展望
參考文獻(xiàn)
附錄
作者博士期間成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]無(wú)軸承開關(guān)磁阻電機(jī)的減振控制策略[J]. 楊艷. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(33)
[2]一種雙電源每相單管開關(guān)磁阻電機(jī)功率變換器[J]. 吳建華,丁偉東. 電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2013(12)
[3]基于電感線性區(qū)模型的開關(guān)磁阻電機(jī)無(wú)位置傳感器技術(shù)[J]. 蔡駿,鄧智泉. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(15)
[4]基于遺傳算法的開關(guān)磁阻電機(jī)自適應(yīng)模糊控制[J]. 修杰,夏長(zhǎng)亮. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2007(11)
[5]基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)磁阻電機(jī)瞬時(shí)轉(zhuǎn)矩控制[J]. 夏長(zhǎng)亮,陳自然,李斌. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2006(19)
[6]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的開關(guān)磁阻電機(jī)無(wú)位置傳感器控制[J]. 夏長(zhǎng)亮,王明超,史婷娜,郭培健. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2005(13)
[7]反串線圈法間接位置檢測(cè)技術(shù)在開關(guān)磁阻發(fā)電機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J]. 毛良明,經(jīng)亞枝,樊小明,張煥春. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2000(10)
[8]開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)電容式位置檢測(cè)技術(shù)[J]. 詹瓊?cè)A,王雙紅,肖楚成. 電工技術(shù)學(xué)報(bào). 1999(03)
碩士論文
[1]電動(dòng)汽車電池管理系統(tǒng)研究[D]. 王建南.安徽理工大學(xué) 2018
本文編號(hào):3021834
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