【摘要】：五相磁通切換型永磁電機(jī)(Flux-Switching Permanent Magnet Machine,簡(jiǎn)稱FSPM電機(jī))是在三相FSPM電機(jī)的基礎(chǔ)上,通過(guò)合理的定轉(zhuǎn)子齒槽配合和優(yōu)化設(shè)計(jì)而提出的新型電機(jī),而E型定子單元結(jié)構(gòu)(E-core)的FSPM電機(jī),由于其更小的相間互感,因而具有更高的容錯(cuò)性,從而可以進(jìn)一步發(fā)揮出多相電機(jī)的優(yōu)勢(shì),因此本文的控制對(duì)象選擇了一臺(tái)五相定子20槽／轉(zhuǎn)子18極的E-core結(jié)構(gòu)FSPM電機(jī)。本文在分析了該電機(jī)工作原理和各項(xiàng)控制參數(shù)、性能指標(biāo)的基礎(chǔ)上,對(duì)由該電機(jī)組成的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制策略進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容可分為以下幾個(gè)部分：1) 從傳統(tǒng)三相磁通切換型永磁電機(jī)出發(fā),分析了五相E-core結(jié)構(gòu)磁通切換型永磁電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理；2) 對(duì)該新型結(jié)構(gòu)電機(jī)的制作工藝和流程進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹,并完成了電機(jī)靜態(tài)電磁特性的測(cè)定；3) 詳細(xì)分析了五相磁通切換型永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制策略,構(gòu)建了控制系統(tǒng)框圖,并在此基礎(chǔ)上對(duì)適用于該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電流滯環(huán)控制方法、空間電壓矢量控制方法進(jìn)行了深入研究和對(duì)比,并給出了仿真結(jié)果；4) 以電機(jī)故障前后氣隙磁動(dòng)勢(shì)不變?yōu)榛驹瓌t,完成了對(duì)五相磁通切換型永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在三種常見(jiàn)斷路故障情況下所需的電流矢量的分析計(jì)算,并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。5)依據(jù)以上內(nèi)容,分析了整個(gè)五相磁通切換型永磁電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成,以TMS320F28335型DSP芯片為主控單元,進(jìn)行了硬件電路的設(shè)計(jì)和仿真,并最終制作、焊接、調(diào)試完成了整個(gè)系統(tǒng)的硬件電路部分。6) 依據(jù)控制策略部分和容錯(cuò)策略部分的理論推導(dǎo),以及經(jīng)典電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的程序流程,完成了基于C語(yǔ)言的DSP控制程序的軟件編寫(xiě),實(shí)現(xiàn)了理論推導(dǎo)部分中的所有新型算法；7) 在整個(gè)系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上,搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),完成了控制算法的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
[Abstract]:Five-phase flux switched permanent magnet motor (Flux-Switching Permanent Magnet Machine, for short FSPM motor) is a new type of motor based on three-phase FSPM motor. The FSPM motor with E type stator unit structure (E-core) has higher fault tolerance because of its smaller phase mutual inductance, which can further exert the advantages of multiphase motor. Therefore, a five-phase stator 20 slot / rotor 18 pole FSPM motor with E-core structure is selected. On the basis of analyzing the working principle, control parameters and performance index of the motor, the driving system and control strategy are studied in this paper. The main contents can be divided into the following parts: 1) based on the traditional three-phase flux-switched permanent magnet motor, the basic structure and working principle of five-phase E-core flux-switched permanent magnet motor are analyzed. 2) briefly introduce the manufacturing process and flow chart of the new structure motor, and complete the measurement of the static electromagnetic characteristics of the motor; 3) the control strategy of the five-phase flux-switched permanent magnet motor drive system is analyzed in detail, and the control system block diagram is constructed. Based on this, the current hysteresis control method suitable for the drive system is proposed. The space voltage vector control method is deeply studied and compared, and the simulation results are given. 4) based on the principle that the air-gap magnetodynamic force does not change into the basic principle before and after the motor fault, the analysis and calculation of the current vector required for the five-phase flux-switched permanent magnet motor drive system under three kinds of common open circuit faults are completed. 5) according to the above contents, the system structure of the five-phase flux switching permanent magnet motor drive system is analyzed. The hardware circuit is designed and simulated with TMS320F28335 DSP chip as the main control unit, and the final design is made. The hardware circuit of the whole system is finished by welding and debugging. 6) according to the theoretical derivation of the control strategy part and the fault-tolerant strategy part, and the program flow of the classical motor drive system, The software of DSP control program based on C language is completed, and all the new algorithms in the theoretical derivation are realized. 7) based on the software and hardware design of the whole system, the experimental platform is built and the control algorithm is verified.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM351

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本文編號(hào)：2415175