本文選題：七相感應電機　切入點：缺相運行　出處：《西南交通大學》2015年碩士論文

【摘要】：在交流變頻傳動系統(tǒng)中,主要的研究理論和實踐是以三相調(diào)速系統(tǒng)為主,但隨著工業(yè)水平的發(fā)展,人們對調(diào)速系統(tǒng)性能要求也越來越高,三相感應電機調(diào)速系統(tǒng)不能滿足的場合也隨之增加,此時多相電機調(diào)速系統(tǒng)開始逐步進入人們的視野。多相電機交流調(diào)速系統(tǒng)由于其自身結構的特殊性,能夠減少電磁轉矩脈動,降低諧波損耗,利用低壓器件實現(xiàn)電機的大功率輸出,但其最獨特的地方是在電機發(fā)生故障時,系統(tǒng)不用停止運行,降載后可以繼續(xù)較為穩(wěn)定的運轉。這是傳統(tǒng)的三相交流變頻調(diào)速系統(tǒng)所不能達到的,尤其是在對可靠性要求極高的場合,多相交流變頻調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)勢就更為突出。本文以七相感應電機為對象對多相感應電機進行研究,在分析七相感應電機自身繞組結構的基礎上,根據(jù)空間解耦坐標變換理論,推導出七相感應電機空間解耦數(shù)學模型,并對其時空諧波磁動勢進行數(shù)學推導,給出了時空諧波分布的表達式。其次針對多相電機缺相運行情況,建立其缺相時的電機數(shù)學模型；對電機正常運行時的空間電壓矢量和缺相時的空間電壓矢量進行對比分析,并給出缺相情況下的電磁轉矩數(shù)學表達式。在MATLAB/Simulink仿真軟件下,對電機正常運行和缺相運行下的控制系統(tǒng)進行仿真建模和驗證,仿真結果驗證了各個性能參數(shù)的變化情況。然后本文針對七相電機缺相情況,基于磁動勢不變原則,介紹了電流幅值最小的MMF不變補償控制方法和定子銅耗最小的MMF不變補償控制方法,對磁勢補償控制采用電流滯環(huán)調(diào)節(jié)器進行仿真驗證；在此基礎上,給出基于有效作用時間載波型SVPWM的轉子磁場定向矢量控制方法,該法能夠保證缺相前后的轉子磁鏈為圓形,同時減小定子電流諧波。理論分析和仿真結果表明,磁勢補償控制和矢量控制方法均能有效控制電機缺相運行,但矢量控制效果更佳。最后設計七相感應電機調(diào)速系統(tǒng)實驗平臺,闡述了硬件電路的主電路、主控板以及驅動電路結構,運用C語言在CCS3.3軟件平臺下編寫控制系統(tǒng)的程序,并對實驗結果進行詳細分析。仿真和實驗結果驗證了本文控制算法的正確性和有效性。
[Abstract]:In the AC frequency conversion drive system, the main research theory and practice is the three-phase speed regulation system, but with the development of industrial level, the performance of the speed regulation system is more and more demanding. The number of occasions in which the three-phase induction motor speed regulating system can not be satisfied also increases with it. At this time, the multi-phase motor speed regulation system begins to enter the people's field of vision step by step. The multi-phase motor AC speed regulation system has its own structure particularity. It can reduce the electromagnetic torque ripple, reduce the harmonic loss, and realize the high power output of the motor by using the low-voltage device. But the most unique part of it is that the system does not have to stop running when the motor fails. This is beyond the reach of the traditional three-phase AC variable-frequency speed regulation system, especially in situations where the reliability requirement is very high. The advantages of multi-phase AC variable frequency speed regulating system are even more prominent. In this paper, the multi-phase induction motor is studied by taking the seven-phase induction motor as an object. Based on the analysis of the winding structure of the seven-phase induction motor, the theory of spatial decoupling coordinate transformation is used to analyze the winding structure of the seven-phase induction motor. The mathematical model of spatial decoupling of seven-phase induction motor is derived, and its space-time harmonic magnetoEMF is derived, and the expression of space-time harmonic distribution is given. The mathematical model of the motor is established, the space voltage vector in normal operation is compared with the space voltage vector in the absence of phase, and the mathematical expression of electromagnetic torque in the case of vacancy phase is given. Under the MATLAB/Simulink simulation software, The simulation model and verification of the control system under the normal operation of the motor and the non-phase operation are carried out, and the simulation results verify the variation of the performance parameters. Then, aiming at the non-phase condition of the seven-phase motor, this paper bases on the principle of the invariance of the magnetodynamic potential. The MMF invariant compensation control method with minimum current amplitude and the MMF invariant compensation control method with minimum stator copper loss are introduced. The magnetic potential compensation control is verified by the current hysteresis regulator. A rotor flux oriented vector control method based on effective time carrier SVPWM is presented. The method can guarantee the rotor flux to be circular before and after the phase gap and reduce the stator current harmonics. The theoretical analysis and simulation results show that the rotor flux is circular. Both the magnetic potential compensation control and vector control can effectively control the motor running without phase, but the vector control effect is better. Finally, the experimental platform of the seven-phase induction motor speed regulation system is designed, and the main circuit of the hardware circuit is described. The main control board and drive circuit structure are used to program the control system under the CCS3.3 software platform, and the experimental results are analyzed in detail. The simulation and experimental results verify the correctness and effectiveness of the control algorithm in this paper.
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM346

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本文編號：1684662