单逆变器驱动双永磁同步电机串联系统研究-电气工程专业论文.docxVIP

Classified Index: TM921.2 U.D.C: 621.3 Dissertation for the Master Degree in Engineering STUDY ON SERIES CONNECTED DUAL PMSM SYSTEM DRIVEN BY A SINGLE INVERTER Candidate： Zhang Chunxiao Supervisor： Prof. Zhang Huaqiang Academic Degree Applied for： Master of Engineering Speciality： Electrical Engineering Affiliation： School of Information and Electrical Engineering Date of Defence： July, 2012 Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 哈尔滨工业大学工学硕士学位论文 - - I - 摘 要 多相电机因转矩脉动小、可靠性高、输出功率大等诸多优点而备受关注， 对多相电机冗余自由度的广泛应用可获得高性能控制方案，单逆变器驱动多电 机串联系统就是其中一种。本文主要以非对称六相永磁同步电机为对象，对单 逆变器驱动多电机串联系统进行了应用研究。 首先，建立了非对称六相永磁同步电机在六相静止坐标系下的的数学模型， 介绍了矢量空间解耦理论，利用该理论推导了非对称六相永磁同步电机的解耦 变换矩阵，建立了非对称六相永磁同步电机在旋转坐标系下的解耦数学模型。 其次，分析了任意相对称多相电机组成的单逆变器驱动多电机串联系统的 运行原理，建立了任意相电机的相序转换规则和电机串联数量法则。以五相感 应电机为对象，研究了单逆变器驱动多电机串联系统的等效电路。 然后，研究了单逆变器驱动非对称六相永磁同步电机串联系统，提出一种 磁动势分析方法，指出了单逆变器驱动多电机串联系统的本质，根据此方法推 导出四种新的相序转换规则。利用磁动势分析法对非对称六相永磁同步电机与 两相电机串联系统的原理进行了研究。 最后，针对非对称六相永磁同步电机双电机串联系统，设计了基于电流滞 环比较和基于 SPWM（Sinusoidal Pulse Width Modulation）的两种矢量控制系统， 在 Matlab/Simulink 中进行了建模和仿真研究，仿真结果表明：单逆变器驱动的 不同工况下的双电机串联系统运行稳定、可独立解耦控制，说明了双电机串联 系统方案的可行性和有效性。 关键词：单逆变器；多相电机；串联系统；相序转换规则；解耦控制 哈尔滨工业大学工学硕士论文 哈尔滨工业大学工学硕士论文 - - II - Abstract Multi-phase motors attract more and more attentions for the advantages like low torque ripples and good reliability. Uses of the additional degrees of freedom can greatly enhance the quality of controlling system. Series-connected multi-motor drive system with a single inverter supply is one use of the additional degrees of freedom. In this paper the asymmetrical six-phase permanent magnet synchronous motor(PMSM) is took as the reserch object and applications of this type of system are stutied. Firstly, the model in six-phase stationary reference frame is built. And then the vector space decomposition theroy is introduced by which the asymmetrical six-phase PMSM decoupling matrix is derivated. By using this matrix the model in decoupled rotating reference frame is built for furth