永磁同步電機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制容錯策略的研究.pdf

1、PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor,永磁同步電機(jī))具有構(gòu)造簡單、體積小、氣隙磁密高、轉(zhuǎn)矩慣量比大等諸多優(yōu)點(diǎn),隨著對高精度、高動態(tài)性能以及小體積的變頻調(diào)速系統(tǒng)的需求不斷增長,PMSM的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛了。
　　電力電子器件會因功率損耗引起發(fā)熱、升溫,從而導(dǎo)致其壽命縮短、甚至燒毀,因此成為控制系統(tǒng)中故障發(fā)生最頻繁的部位。一旦故障發(fā)生,就會導(dǎo)致整個電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)處于危險狀態(tài),從而造成停機(jī)甚至

2、是災(zāi)難性事故。為了使電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)在發(fā)生故障后仍能繼續(xù)安全、穩(wěn)定地運(yùn)行,需要對驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn),從而提高其運(yùn)行性能。因此研究具有容錯能力的PMSM驅(qū)動系統(tǒng)具有十分重要的理論價值和現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文以普遍應(yīng)用的PMSM DTC(Direct Torque Control,直接轉(zhuǎn)矩控制)為研究對象,對PMSM一相繞組斷路、逆變器一橋臂功率器件斷路故障進(jìn)行了容錯研究。首先,結(jié)合混合邏輯的思想,建立了PMSM的混合邏輯動態(tài)模型。其次,采用

3、DTC方法,設(shè)計(jì)了故障前正常運(yùn)行的 PMSM DTC。系統(tǒng)響應(yīng)快速,具有很高的動態(tài)性能,穩(wěn)定運(yùn)行的轉(zhuǎn)速在負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化時的抗擾能力很強(qiáng),但是輸出的磁鏈和轉(zhuǎn)矩的脈動較大。再次,提出了基于容錯逆變器的硬件容錯方法,設(shè)計(jì)了PMSM DTC容錯策略。策略中采用電流軌跡法,設(shè)計(jì)了故障檢測與隔離模塊,該模塊結(jié)構(gòu)簡單,便于實(shí)現(xiàn)。仿真結(jié)果證明故障發(fā)生后系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行,能在很短的時間內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定,響應(yīng)迅速,容錯運(yùn)行性能能滿足要求,但轉(zhuǎn)矩、磁鏈響應(yīng)有一定的較