电励磁双凸极电机电流型驱动系统研究

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1、中图分类号：TM352论文编号：102870315-S057学科分类号：080801硕士学位论文电励磁双凸极电机电流型驱动系统研究研究生姓名倪志拓学科、专业电机与电器研究方向电机及其控制技术指导教师陈志辉副教授南京航空航天大学研究生院自动化学院二О一五年一月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAutomationEngineeringResearchonaCurrent-fedControlSystemofWound-FieldDoublySal

2、ientMotorAThesisinElectricalEngineeringbyNiZhituoAdvisedbyAssociateProf.ChenZhihuiSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringJanuary,2015承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构

3、的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要电励磁双凸极电机（WFDSM）以其结构简单、控制灵活的特点，在高速高效电机领域有着十分广阔的应用前景。本文主要研究了电励磁双凸极电动机电流型控制系统，对传统电压型控制系统中WFDSM工作模态进行了分析的基础上，指出调速范围与斩波频率之间的矛盾，提出了一种电流型控制系统的拓扑结构及相应的12拍控制策略，为高速电

4、励磁双凸极电动机的实践应用奠定了基础。首先介绍了电励磁双凸极电动机的工作原理，详细分析了电枢反应对电动机的影响。建立了WFDSM简化的数学模型和电路模型，对传统全桥电压型控制方式进行了研究，指出了传统控制方式不仅会产生较大电流尖峰，而且无法实现宽转速范围内的调速。然后，为了解决传统控制方式存在的问题，提出并分析了电流型控制拓扑及相应的12拍控制策略，通过调节母线电流来控制转速，拓宽了电机的调速范围。建立了电励磁双凸极电动机电流型转速电流双闭环控制系统的简化数学模型，针对12/8极结构的电励磁双凸极电动机，通过有限元仿真软件AnsoftMaxwell和

5、Simplorer建立了电流型调速系统的精确模型，并通过仿真研究了系统的稳态和动态性能。最后，搭建了基于DSP与CPLD的电励磁双凸极电动机电流型控制系统，详细介绍了系统软件和硬件的设计过程，完成了对样机的调速实验，结果验证了电励磁双凸极电动机电流型调速系统具有良好的运行性能和较宽的调速范围，并且在一定范围内，逆变桥开关管能够实现软开关，适合于WFDSM高速宽调速范围的应用场合。关键词：电励磁双凸极电机，电流型控制器，宽调速范围，三相12拍控制，电枢反应，软开关1电励磁双凸极电动机电流型驱动系统的研究ABSTRACTWound-FieldDoubly

6、SalientMachines(WFDSM),withthecharacteristicsofsimplestructureandflexiblecontrol,havegoodprospectintherealmofhighspeedandhighefficiencymotorapplication.Thispapermainlyresearchesonthecurrent-fedcontrolsystemofWFDSM.Afteranalyzingtheoperatingmodesofthetraditionalvoltage-fedcontro

7、lsystemofWFDSM,thecontradictionbetweenthespeedrangeandchoppingfrequencyispointedout.Atopologyofcurrent-fedcontrolsystemandthecorresponding12-stepcontrolstrategyareputforward,whichlaidthefoundationforhighspeedapplicationofWFDSM.Initially,theworkingprinciplesofWFDSMareintroduced.

8、Thearmaturereactioneffectstothemotorareanalyzedindetai