目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 多相電機(jī)的特點(diǎn) 1
1.2 多相電機(jī)及調(diào)速系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀 2
1.2.1 多相電機(jī)的分類 2
1.2.2 多相電機(jī)的數(shù)學(xué)建模 3
1.2.3 多相電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的控制策略 4
1.2.4 多相逆變器的PWM控制技術(shù) 7
1.2.5 多相電機(jī)的容錯(cuò)控制 7
1.2.6 單逆變器供電的多相電機(jī)串聯(lián)系統(tǒng) 8
參考文獻(xiàn) 11
第2章 多相PMSM的數(shù)學(xué)建模及串聯(lián)系統(tǒng)理論分析 16
2.1 引言 16
2.2 多相電機(jī)的相數(shù)定義 16
2.3 多相PMSM的數(shù)學(xué)模型 17
2.3.1 自然坐標(biāo)系下的多相PMSM數(shù)學(xué)模型 17
2.3.2 對(duì)稱分量變換模型 18
2.3.3 推廣Clark變換下的數(shù)學(xué)模型 20
2.4 多相PMSM的諧波及其效應(yīng)分析 23
2.4.1 多相電機(jī)時(shí)空諧波分析 23
2.4.2 多相電機(jī)時(shí)空諧波對(duì)電磁轉(zhuǎn)矩的影響 25
2.5 單逆變器供電多相電機(jī)串聯(lián)系統(tǒng)的基本原理 26
2.5.1 多相電機(jī)定子繞組的串聯(lián)規(guī)則 26
2.5.2 幾種典型的相序轉(zhuǎn)換規(guī)則分析 27
2.6 多相電機(jī)串聯(lián)系統(tǒng)的串聯(lián)電機(jī)數(shù)量 30
2.6.1 奇數(shù)相多相電機(jī)系統(tǒng)串聯(lián)電機(jī)數(shù)量 30
2.6.2 偶數(shù)相多相電機(jī)系統(tǒng)串聯(lián)電機(jī)數(shù)量 34
參考文獻(xiàn) 35
第3章 雙Y移30°PMSM串聯(lián)系統(tǒng)的原理分析 36
3.1 引言 36
3.2 雙Y移30°PMSM串聯(lián)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理分析 36
3.2.1 雙Y移30°PMSM的繞組結(jié)構(gòu)及變換矩陣 36
3.2.2 兩臺(tái)雙Y移30°PMSM定子繞組串聯(lián)相序轉(zhuǎn)換關(guān)系 39
3.2.3 雙電機(jī)串聯(lián)獨(dú)立運(yùn)行原理 40
3.3 串聯(lián)系統(tǒng)磁勢分析方法 42
3.3.1 雙Y移30°PMSM的諧波分析 42
3.3.2 雙電機(jī)串聯(lián)系統(tǒng)的MMF分析 44
3.4 雙Y移30°PMSM和兩相電機(jī)的串聯(lián)系統(tǒng) 48
3.5 雙Y移30°PMSM串聯(lián)系統(tǒng)高次諧波的影響分析 50
參考文獻(xiàn) 54
第4章 雙Y移30°PMSM串聯(lián)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模 55
4.1 定子繞組電感的計(jì)算 55
4.1.1 繞組函數(shù) 55
4.1.2 倒氣隙函數(shù) 58
4.1.3 電感矩陣和永磁體磁鏈矩陣 60
4.2 串聯(lián)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模及耦合數(shù)學(xué)機(jī)理分析 67
4.2.1 自然坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 67
4.2.2 兩相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 68
4.2.3 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 72
4.3 串聯(lián)系統(tǒng)在其他情況下的數(shù)學(xué)建模 76
參考文獻(xiàn) 86
第5章 雙Y移30°PMSM串聯(lián)系統(tǒng)的矢量控制 87
5.1 基于電流滯環(huán)的矢量控制 87
5.1.1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 87
5.1.2 系統(tǒng)建模 89
5.1.3 仿真分析 91
5.2 基于載波調(diào)制PWM的矢量控制 96
5.2.1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 96
5.2.2 電流限制方法 97
5.2.3 直流母線電壓的分配關(guān)系 98
5.2.4 SPWM的調(diào)制策略 100
5.2.5 仿真分析 101
5.3 收放卷過程中的張力線速度控制 104
5.3.1 收放卷過程的基本原理 104
5.3.2 張力與線速度控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 105
5.3.3 張力與線速度控制方案 107
5.3.4 仿真分析 108
參考文獻(xiàn) 109
第6章 雙Y移30°PMSM串聯(lián)系統(tǒng)的SVM-DTC技術(shù) 110
6.1 雙Y移30°PMSM的SVM-DTC技術(shù) 110
6.1.1 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 110
6.1.2 DTC方法 111
6.1.3 電壓空間矢量分布 113
6.1.4 電壓空間矢量作用時(shí)間 114
6.1.5 SVPWM方法 117
6.2 兩相PMSM的SVM-DTC技術(shù) 119
6.2.1 兩相PMSM的數(shù)學(xué)模型 119
6.2.2 SVM-DTC方法 121
6.3 雙Y移30°PMSM串聯(lián)系統(tǒng)控制方法 122
6.3.1 雙Y移30°PMSM雙電機(jī)串聯(lián)系統(tǒng)控制方法 122
6.3.2 雙Y移30°PMSM和兩相PMSM雙電機(jī)串聯(lián)系統(tǒng)控制方法 124
6.3.3 雙Y移30°PMSM和兩相PMSM三電機(jī)串聯(lián)系統(tǒng)控制方法 126
6.4 串聯(lián)系統(tǒng)多頻率調(diào)制輸出的電壓生成方法 127
6.4.1 傳統(tǒng)多頻率調(diào)制輸出的電壓生成方法 127
6.4.2 改進(jìn)多頻率調(diào)制輸出的電壓生成方法一 132
6.4.3 改進(jìn)多頻率調(diào)制輸出的電壓生成方法二 138
6.4.4 三種多頻率調(diào)制輸出的電壓生成方法仿真比較 143
參考文獻(xiàn) 145
第7章 雙Y移30°PMSM串聯(lián)系統(tǒng)的容錯(cuò)控制 147
7.1 斷相故障下的數(shù)學(xué)模型 147
7.1.1 自然坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 147
7.1.2 靜止兩相正交坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 148
7.2 一相斷路下的控制方法 151
7.2.1 一相斷路下的轉(zhuǎn)矩分析 151
7.2.2 改進(jìn)的解耦數(shù)學(xué)模型 154
7.2.3 仿真結(jié)果分析 155
參考文獻(xiàn) 156
第8章 基于諧波效應(yīng)補(bǔ)償?shù)碾pY移30°PMSM串聯(lián)系統(tǒng)的解耦控制 157
8.1 電機(jī)含5、7次空間諧波串聯(lián)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 157
8.1.1 自然坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 157
8.1.2 兩相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 160
8.1.3 兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 161
8.2 電機(jī)1的5、7次空間諧波對(duì)串聯(lián)系統(tǒng)的影響仿真 161
8.3 5、7次空間諧波的補(bǔ)償解耦控制策略 164
8.3.1 補(bǔ)償量的數(shù)學(xué)模型 164
8.3.2 補(bǔ)償控制仿真模型 164
8.3.3 仿真結(jié)果 165
8.4 串聯(lián)系統(tǒng)的時(shí)間諧波效應(yīng)研究 167
8.4.1 串聯(lián)系統(tǒng)的輸入電壓 167
8.4.2 仿真驗(yàn)證 168
參考文獻(xiàn) 171
第9章 考慮空間諧波效應(yīng)的對(duì)稱六相PMSM與三相PMSM的數(shù)學(xué)建模 172
9.1 基于繞組函數(shù)法和倒氣隙函數(shù)法求繞組的自感和互感 172
9.1.1 繞組函數(shù)與倒氣隙函數(shù) 172
9.1.2 用繞組函數(shù)和倒氣隙函數(shù)求電感矩陣和永磁體磁鏈矩陣 173
9.2 對(duì)稱六相PMSM及三相PMSM的數(shù)學(xué)建模 176
9.2.1 對(duì)稱六相PMSM的數(shù)學(xué)模型 176
9.2.2 三相PMSM的數(shù)學(xué)模型 179
9.3 考慮低次空間諧波效應(yīng)的電感矩陣與轉(zhuǎn)子磁鏈矩陣 180
9.3.1 對(duì)稱六相PMSM的電感矩陣與轉(zhuǎn)子磁鏈矩陣 181
9.3.2 三相PMSM的電感矩陣與轉(zhuǎn)子磁鏈矩陣 182
參考文獻(xiàn) 183
第10章 對(duì)稱六相PMSM與三相PMSM串聯(lián)系統(tǒng)的原理及解耦控制 184
10.1 對(duì)稱六相PMSM與三相PMSM串聯(lián)系統(tǒng)的連接方式 184
10.2 對(duì)稱六相PMSM與三相PMSM串聯(lián)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 185
10.2.1 自然坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 185
10.2.2 兩相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 189
10.2.3 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 192
10.3 基于電流滯環(huán)PWM的串聯(lián)系統(tǒng)解耦控制 195
10.4 控制策略的試驗(yàn)研究 197
10.4.1 穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)研究 198
10.4.2 動(dòng)態(tài)試驗(yàn)研究 200
參考文獻(xiàn) 204
第11章 對(duì)稱六相PMSM與三相PMSM串聯(lián)系統(tǒng)缺相容錯(cuò)型解耦控制 205
11.1 基于正常解耦變換的串聯(lián)系統(tǒng)缺A相容錯(cuò)型解耦控制 205
11.2 試驗(yàn)研究 209
11.2.1 穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)研究 209
11.2.2 動(dòng)態(tài)試驗(yàn)研究 211
參考文獻(xiàn) 216
第12章 考慮空間2次諧波的對(duì)稱六相PMSM與三相PMSM串聯(lián)
系統(tǒng)解耦控制 217
12.1 考慮空間2次諧波的串聯(lián)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 217
12.1.1 自然坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 217
12.1.2 兩相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 218
12.1.3 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 221
12.2 考慮串聯(lián)系統(tǒng)空間2次諧波耦合的仿真研究 223
12.2.1 穩(wěn)態(tài)仿真研究 223
12.2.2 動(dòng)態(tài)仿真研究 226
12.3 基于諧波效應(yīng)補(bǔ)償?shù)拇��?lián)系統(tǒng)解耦控制策略 230
12.4 補(bǔ)償控制策略的仿真研究 232
12.4.1 穩(wěn)態(tài)仿真研究 232
12.4.2 動(dòng)態(tài)仿真研究 233
參考文獻(xiàn) 237
第13章 基于反電勢3次諧波及零序電流抑制的串聯(lián)系統(tǒng)解耦控制 238
13.1 考慮反電勢3次諧波的串聯(lián)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型 238
13.1.1 自然坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 239
13.1.2 兩相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 240
13.1.3 旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 242
13.2 串聯(lián)系統(tǒng)零序電流未抑制的仿真研究 243
13.2.1 穩(wěn)態(tài)仿真研究 244
13.2.2 動(dòng)態(tài)仿真研究 246
13.3 考慮零序電流抑制的串聯(lián)系統(tǒng)解耦控制策略 250
13.3.1 考慮零序電流抑制的串聯(lián)系統(tǒng)解耦控制策略 250
13.3.2 控制策略的穩(wěn)態(tài)仿真研究 251
13.4 考慮串聯(lián)系統(tǒng)零序電流的試驗(yàn)研究 253
13.4.1 零序電流未抑制的試驗(yàn)研究 253
13.4.2 零序電流抑制的穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)研究 259
參考文獻(xiàn) 261
附錄 串聯(lián)系統(tǒng)電機(jī)參數(shù) 262