六相感应电机控制系统研究

《六相感应电机控制系统研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、六相感应电机控制系统研究　　六相感应电机控制系统研究　　六相感应电机控制系统研究　　六相感应电机控制系统研究　　六相感应电机控制系统研究第一章绪论1.1课题的背景在当今社会,随着生产制造水平的提高,人类对电的需求量越来越大,并且在各个行业应用十分广泛。据有关数据统计,总电能发电量的65%用于电机方面,电机不仅出现在发电、传送、分配和利用等环节,而且在各个生产线上电力拖动系统的应用也十分广泛,例如各种机床、水累、乳钢机、风扇、电梯和电车等。与传统的电机利用相对比,将电动机与电力电子技术组合而成的电力拖动系统具有非常多的

2、优点,使得电机在启动、制动、调速和反转等控制的过程中更加易于实现,不仅有较好的静态特性,同时改善了电机的动态特性。现阶段,由于计算机控制技术在各方面的不断发展,可以对电力电子器件实现更有效的控制,使得电力电子的控制技术更加智能化。人类通过对电机拖动的深入研究,发现将电网进行整流和逆变后能够提高其利用率,通过对此技术的进一步研究,发明了变频器。资料统计表明,在常用的风机等负载中,通过变频器控制可以节约大概2-3成的电能以。由此可见,通过变频控制后能够有效的节约能源,但是目前我国在此方面的应用较低。随着电力电子器件的研发

3、和电力电子技术的研究不断深入,变频调速技术在中小功率电机的传动系统中已经得到了广泛的应用。然而,由于电力电子器件单管容量的局限性,当电机功率超过300K以时,无法使用普通的变频器去驱动,因此出现了中压变频器。但是在一些没有中压供电条件的环境中,例如水下舰船推进系统,需要以其他的形式去弥补。除此之外,对于工矿等环境下,由于对系统的稳定性要求比较高,需要整个系统有很高的可靠性。到目前位置,人们通过増加电化的相数和改善输出波形两方面,来提髙整个控制系统的稳定性。............1.2课睡研究的目的和患义到目前为止,

4、人们对单相感应电机和三相感应电机的应用和研究较为广泛,对多相系统的研究比较局限。对控制系统的研究方面,主要在电压和电流的相关研究中,对于控制系统的其他参数应用的较少。随着现代电力电子技术理论研究的不断深入,可以将控制系统中的多个参数同时应用到电机控制中,这不仅可对三相电机进行精确控制,同时使多相电机的控制实现变得容易。本文的目的是通过对六相感应电机的绕组结构进行分析,建立相应的电机数学模型,并在此基础上进行六相电机控制策略的研究。在六相感应电机矢量控制的基础上,通过调节注入三次谐波的比例,研究三次谐波注入对提高电动机

5、功率密度的影响。六相三桥拓扑结构搭建相应的实验平台,从而对提出的控制策略进行验证。可在大功率控制系统中使用耐压比较低的电力电子器件,降低了生产成本。对于常见的三相电机的控制系统中,为了能使整个控制系统的输入电压比较高、输出功率比较大,在逆变侧往往使用多电平进行级联的形式。然而,多相控制系统由于其相数可增加,因此其电化输入端的电压可以降低,从另外一个方面实现了控制系统的高压大功率实现,并且避免了三相控制系统中由于级联而产生的诸多问题3。目前,这种多相电机控制系统多用于供电条件较为受限的场合。.........第二章六相

6、感应电机的SVP控制策略2.1A相感应电祝的内部绕组在对多相电机进行内部设计的过程中,一般会从两种方案进行规划:第一种方案是设计为基于方波驱动的多相电机,送种电机的性能会随着电机极数的増加而改善,并且流经绕组内部的电流波形为梯形波Ki223。第二种方案是按照常见的王相电机衛设计方法对多相电机进行设计,运行时对多相电机输入交流电,因此在设计的过程中电机的绕组设汁为正弦分布的形式。根据上述所介绍的多相电机,本文中所分析的电机是极数为4的六相感应电机,该电机采用双三相绕组结构,并且两个三相绕组之间互差30°,定子绕

7、组与转子绕组的数量都是6个。在电机的定子侧,每一相的两端均引出接线头,由对应的三桥型逆变器进行供电。本文中通过ANS0FT建立的六相感应电机的数学模型,其定转子绕组在空间上的位置如图2-1所示。..........2.2六相感应电化的数学模型通常在研究六相感应电机的过程中,可以将它看成两个裂相产生的三相系统进行分析。由于这两个三相电机每一相相邻的互差30°电角度,并且本文中所使用的电机是没有中性点的特殊结构电机,图2-2为电化的绕组结构图。假设电机的气隙磁链在定子圆周内以定形式变化的。与之相等效的假设为:①在

8、研究的过程中忽略高次谐波的影响,只考虑基波对气隙磁场的作用。②由于电机内部气隙所产生的磁场中含有次数较高的谐波分量,假设可以用电机内部绕组的方法可以实现谐波分量的滤除,并且使电机内部的气隙磁场在定子圆内的分布是正弦形式的。在研究电机的过程中,为了计算的方便A首先都会将转子的绕组转换为绕线式,并根据电机的计算方法全部等效到定子侧进行计算。在研究三