单逆变器驱动六相PMSM两电机串联系统

本文以对称六相PMSM串联三相PMSM驱动系统为研究对象,按照一定的串联规则,实现了一台对称六相PMSM定子绕组和一台三相PMSM定子绕组的串联连接,推导了两电机串联系统的数学模型.两台电机由一台电压源型逆变器供电,可以实现对两台电机的独立的矢量控制.并以Matlab/simulink为工具,创建了两电机串联驱动系统矢量控制仿真模型,进行变速仿真研究,重点考虑了其中一台电机转速变化时,另外一台电机运行情况,进而验证了串联系统两电机解耦运行的可行性.     

基于自抗扰控制的对称六相PMSM与三相PMSM串联系统

多台多相电机串联驱动系统可以实现单台逆变器驱动多台电机的独立运行,与传统的多电机变速驱动系统相比有助于节省逆变器的数量和安装空间。多台多相电机串联驱动系统的转速调节多采用经典的PI控制,存在快速性与超调的矛盾,系统抗干扰能力比较弱。以对称六相和三相PMSM双电机串联系统为研究对象,将自抗扰控制(ADRC)应用到该串联系统的转速调节中,搭建起了基于ADRC速度调节器的对称六相和三相PMSM双电机串联驱动系统模型,通过仿真证明了自抗扰控制可以实现对转速的快速无超调跟踪,并提高系统的鲁棒性。     

基于定子谐波电流的六相永磁同步电动机双电机串联系统的仿真

电压型逆变器驱动多相电机运行时,虽然降低了转矩脉动,但却在定子绕组中出现了明显的低次谐波电流.抑制多相电机定子谐波电流的方法是串联电抗滤波器,电抗器与多相电机定子绕组电磁结构类似,使在多相电机中不产生旋转磁场的谐波电流在滤波电抗器中产生旋转磁场来抵抗谐波电流.据此提出一种新颖的两电机串联驱动系统,将电抗器换作一台多相电机,使谐波电流在这台电机中产生旋转磁场输出转矩,并且实现对两台电机转矩的独立控制.以双Y移30°六相永磁同步电动机(PMSM)为例,对两电机串联驱动系统建立数学模型并进行了仿真分析,仿真结果验证了串联驱动系统的可行性.     

考虑三次谐波抑制的对称六相与三相PMSM串联系统解耦控制

针对单逆变器驱动的凸极式对称六相与三相PMSM串联系统中六相电机反电势3次谐波导致零序电流过大的问题,建立了考虑六相电机反电势3次谐波的串联系统数学模型,提出一种带谐波抑制的串联系统解耦控制策略,利用多维空间矩阵变换,在互相垂直的三个平面内分别实现对2台电机的解耦控制以及零序电流的抑制。实验结果表明,所提控制策略实现了2台电机的解耦运行和对零序电流的抑制,六相电机相电流中三次谐波含量由40. 35%降低到1. 83%。     

双三相和两相永磁同步电机串联系统方法研究

基于冗余自由度独立控制和相序转换规则,实现多台多相电机的串联控制,提出一种由单台逆变器驱动一台双三相永磁同步电机和一台两相永磁同步电机的串联系统,建立了两台永磁同步电机串联系统解耦数学模型和相序转换规则,研究了串联电机间基波磁动势的相互影响关系,采用空间矢量调制技术对串联系统电机的变速、变载进行驱动控制。仿真结果表明:单逆变器驱动双三相和两相电机串联系统可以独立运行,转速和负载的变化对另一台电机没有影响。     

SVPWM控制2台双Y移30°PMSM串联系统的研究

一定数量的多相电机通过适当的相序转换规则串联起来,使得该系统可以由1台逆变器供电而实现对所有串联电机的独立控制.以1台逆变器驱动2台双Y移30°永磁同步电机(PMSM)的串联系统为例,给出了串联系统的工作原理,为实现两电机的解耦运行,提出了一种新颖的SVPWM控制串联系统的方法.分析了SVPWM基本原理的具体实现方法.在Matlab/Simulink环境下,结合id=0的矢量控制策略,对电机的变载、变速运行进行了分析,验证了所提出的SVPWM控制策略的可行性.     

基于谐波效应补偿的对称六相与三相PMSM串联系统解耦控制研究

以凸极式对称六相与三相PMSM串联系统为研究对象,针对低次空间谐波导致串联系统不解耦问题,以电机含有空间2次谐波为例,建立起考虑2次谐波耦合的串联系统数学模型,设计了基于谐波效应补偿的对称六相与三相PMSM串联系统解耦控制策略。根据串联系统的数学模型和两台电机的实时运行状态,在两台电机各自的转矩控制环节分别进行补偿。仿真结果表明,所提控制策略消除了两台电机转矩上的脉动量,两台电机的运行状态可以独立调节、互不影响。     

两台对称六相PMSM反串联系统的建模与仿真

针对单逆变器供电的两台对称六相PMSM反串联系统的控制问题,建立了反串联系统在自然坐标系下的数学模型,通过解耦变换矩阵和旋转变换矩阵将反串联系统的数学模型从自然坐标系依次变换到静止坐标系和旋转坐标系中,利用id=0的电流滞环PWM控制策略对反串联系统进行了稳态和动态仿真.仿真结果表明,控制策略实现了对该两电机反串联系统...     

最大四矢量控制双Y移30°永磁同步电机串联系统

以一台逆变器驱动两台双Y移30°永磁同步电机(PMSM)的串联系统为例,给出了串联系统的工作原理,为了更好地实现两电机的解耦运行,提高直流母线利用率,改善逆变器电流输出波形,提出了一种新颖的最大四矢量( BFV-SVPWM)控制策略,具体分析了BFV-SVPWM的基本原理及具体实现方法.在MATLAB/Simulink环境下,对电机的变速运行进行了分析,与传统控制方法相比,验证了所提出的BFV-SVP-WM控制策略的可行性及优越性.     

基于SVPWM的六相PMSM串联系统运行性能研究

研究双Y移30°六相PMSM双电机串联系统的SVPWM技术,分析该双电机串联系统的工作原理和六相逆变器的空间电压矢量分布情况,结合基于id=0的矢量控制策略,提出传统SVPWM和多维多相SVPWM技术,推导电压矢量作用时间的计算公式,讨论空间矢量工作平面的几种选择方法,并对比例法和比较法的工作平面选择方法进行仿真比较,并在比例法下对两种SVPWM对该系统在不同转速下的运行性能进行比较研究,得出多维多相SVP-WM是该串联系统更为有效的控制方法。     

六相永磁同步电动机矢量控制系统分析与仿真

分析了永磁同步电动机在六相静止坐标系下的数学模型,基于空间矢量解耦的方法,建立了六相永磁同步电动机在两相同步旋转坐标系下的数学模型。在Matlab/Simulink环境下构建了六相永磁同步电动机矢量控制系统仿真模型。仿真结果验证了所建数学模型和仿真模块的正确性,证明了六相永磁同步电动机矢量控制系统具有动态响应快、稳态精度高、转矩脉动小等优点。     

六相三电平并网逆变器及其控制方法

针对中性点钳位型三电平并网逆变器(NPC,Neutral Point Clamped Inverter)存在的中点电位不平衡问题,设计了一种六相三电平并网逆变器,并对其主电路结构和控制方法开展研究。首先,通过对主电路结构进行分析,阐述了六相三电平逆变器的工作原理,分析可知六相三电平逆变器不使用续流二极管和分压电容,从而避免了中点电位不平衡问题;其次,对六相三电平逆变器的控制方法进行研究,提出六相三电平逆变器的SVPWM(Space Vector Pulse Width Modulation)控制方法;进而,用MALTAB/Simulink软件对其进行仿真,并与NPC型并网逆变器进行对比分析;最后,通过1 k W的实物模型实验,验证了方案的可行性。     

A six-phase series-connected two-motor drive with decoupled dynamic control

This paper analyzes a six-phase two-motor drive, consisting of a six-phase voltage-source inverter (VSI), a six-phase induction machine, and a three-phase induction machine. Stator windings of the two machines are connected in series in an appropriate manner. This enables full decoupling of the dynamics of the two machines by means of vector control. Detailed mathematical modeling of the system is performed and the set of d-q equations, describing the two machines connected in series to a six-phase VSI, is developed. The resulting model clearly shows the possibility of independent vector control of the two machines, although a single VSI is used as the supply. An experimental rig is constructed and existence of the decoupled dynamic control of the two machines supplied from a single VSI is fully verified by extensive experimental testing.     

三电平六相同步电机变频调速技术研究

中压逆变技术是大容量变频调速的首选方案,但受到功率器件耐压等级和导通电流的限制,仅仅依靠中压逆变技术来进一步提升调速系统的容量已经变得非常困难。多相电机是实现大容量传动的又一途径。该文以这两种技术为研究背景,探索结合中压逆变技术和多相电机技术的调速方案：文章在三相同步电机矢量控制的基础上扩展建立了六相同步电机的气隙磁通定向矢量控制方法和六相同步电机的气隙磁链观测技术;文章将六相逆变器分解为两个三相逆变器来控制,从而简化了六相三电平逆变器的空间矢量调制和中点电位平衡处理。作者利用这些技术设计开发了"690V/ 200kW三电平六相同步电机变频调速装置",并在该装置上进行大量动态和稳态实验研究,取得良好的运行效果。     

用于抑制多相异步电动机定子谐波电流的电抗滤波器

电压型逆变器驱动多相异步电动机运行时,虽然降低了转矩脉动和转子谐波损耗,却在定子绕组出现了明显的低次谐波电流.在总结现有的方法基础上,提出一种新型的电抗滤波方法.电抗器采用和多相交流电机定子类似的电磁结构,适当调整绕组的分布,使在多相电机中不产生旋转磁场的谐波电流在滤波电抗器中产生旋转磁场.这些谐波电流在多相异步电动机中仅遇到漏电抗,在滤波电抗器中却遇到高值的耦合电抗,因而有选择地对定子中的显著谐波电流进行滤波.以六相移30°的绕组结构为例,对包括滤波器的多相异步电动机建立了数学模型并进行了仿真分析,仿真结果验证了电抗器的有效性.     

六相感应电动机电源反接制动瞬态仿真研究

对六相感应电动机电源反接制动的瞬态过程进行了仿真分析。为了得到瞬态特性,建立了六相感应电动机在静止dq0坐标系下的混合磁链瞬态数学模型。编写计算机仿真程序,通过实例对六相感应电动机的电源反接制动的瞬态过程进行仿真计算,对仿真结果进行分析,得出了一些有用的结论。     

Harmonic Filters for Six-Phase and Other Multiphase Motors on Voltage Source Inverters

Inverter-driven motors having five, six, or more phases have smaller torque pulsations and lower rotor I2R loss due to harmonics than do their three-phase counterparts. However, they generally have higher stator harmonic currents. For example, six-phase motors, supplied by a six step voltage source inverters have fifth and seventh harmonic currents which are from two to five times as large as in a comparable three-phase motor. If the motor has five or more phases, these currents can be substantially reduced by the harmonic filter described. The filter consists of transformer-like devices connected in the leads between the inverter and motor. The coils on these are interconnected in a prescribed way so that they add negligible impedance for fundamental currents, but they add considerable impedance for most harmonics. Since the filters do not affect fundamental current, they do not affect the speed-torque characteristic. These filters are described for any number of phases, and equations to determine their inductance values for the various harmonics are developed. Their effectiveness is demonstrated by experimental results.