【摘 要】
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双三相永磁同步电机具有功率密度高、可靠性等优点,近年来广泛地应用在现代交通运输、舰船动力、新能源发电等领域中。双三相永磁同步电机是由两套三相绕组组成,外部可以由两个三相驱动器并联驱动,在大功率电机系统中能够降低每一个驱动器的功率。由于双三相永磁同步电机具有两套绕组,在一套绕组故障情况下,另一套绕组仍能够继续工作,保证系统的持续输出。双三相永磁同步电机具有多种结构。根据两套绕组间相位差,可以有相移3
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双三相永磁同步电机具有功率密度高、可靠性等优点,近年来广泛地应用在现代交通运输、舰船动力、新能源发电等领域中。双三相永磁同步电机是由两套三相绕组组成,外部可以由两个三相驱动器并联驱动,在大功率电机系统中能够降低每一个驱动器的功率。由于双三相永磁同步电机具有两套绕组,在一套绕组故障情况下,另一套绕组仍能够继续工作,保证系统的持续输出。双三相永磁同步电机具有多种结构。根据两套绕组间相位差,可以有相移30°双三相电机、无相移双三相电机等分类。根据两套Y型三相绕组中性点是否连接,可以分为中性点连接双三相电机、中性点不连接双三相电机。双三相电机内部绕组排布方式不同,也有多种电机结构。由于两套绕组之间存在电磁耦合,因此双三相永磁同步电机有高阶、非线性、强耦合等特点。双三相永磁同步电机的建模对于后续研究至关重要。本文针对中性点隔离无相移Y型双三相永磁同步电机的结构进行研究,对其建模进行分析。在本文研究的双三相永磁同步电机结构中,存在每套绕组内部互感值不相等问题。因此在容错运行模式下(一套三相绕组切除,另一套三相绕组正常运行时),存在不平衡运行问题。通过建立互感不平衡的电机模型,分析了不平衡运行下二倍频谐波电流产生的原因。且二倍频谐波电流在单套绕组运行模式下问题最突出。为了抑制二倍频谐波电流,本文研究了比例积分准谐振控制器算法和基于电机模型的谐波电压前馈控制算法。对比二倍频谐波电流抑制效果,准谐振控制器拥有较好的稳态性能,而谐波电压前馈控制器具有更好的动态响应能力。为了更好地提高对二倍频谐波电流的抑制效果,本文提出了混合控制算法,结合了准谐振控制器和谐波电压前馈控制器的优点。最后,本文在搭建的1.1kW双三相永磁同步电机实验平台上,对三种谐波电流抑制算法进行实验。通过实验,验证了三种谐波电流抑制算法的有效性。其中,混合控制器具有最佳的表现,相对于传统的准谐振控制器和谐波电压前馈控制器,具有更好的动态响应和稳态性能。
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