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双线耦合绕组是一种双线并绕而成的特殊绕组,应用于电机中可以实现相电流独立控制,从而具有较好的容错控制能力。本文针对三相双线耦合绕组永磁同步电机进行了建模和研究。主要研究内容如下: 应用绕组函数理论对三相双线耦合绕组永磁同步电机进行自然坐标系下考虑双线耦合绕组漏感的数学建模。基于自然坐标系下的电机定子绕组电压方程通过数学变换进行了降阶简化,并建立了旋转坐标系下的数学模型。基于旋转坐标系下的数学模型,提出了适用于三相双线耦合绕组永磁同步电机的矢量控制策略,并对零序电流分量进行控制,有效抑制了三次谐波造成的转矩脉动和损耗增加。 采用定子相绕组串联无穷大电阻等效定子绕组缺相故障,建立了三相双线耦合绕组永磁同步电机定子绕组缺相的自然坐标系以及旋转坐标系下的电机数学模型。基于缺相电机数学模型,提出了缺相容错控制策略,实现了系统缺相后的矢量控制。 分析了双线耦合绕组的吸收电路,提出了针对双线耦合绕组的LCD无源无损型吸收电路,对其进行了数学建模,基于多维函数优化理论提出了其电路参数的优化设计方法,实现了将开关管电压应力控制在3倍母线电压范围内,并具备软开关功能。 搭建了三相双线耦合绕组永磁同步电机5kW实验样机及其驱动和控制实验平台,实现了对所提出的控制策略和LCD吸收电路的实验验证。