基于擾動模型的矩陣變換器-永磁同步電機系統(tǒng)滑?？刂?pdf

1、矩陣變換器(MC)是一種交-交功率變換裝置，具有能量可雙向流動、輸入輸出電流為正弦、輸入電流畸變率(THD)低、無中間直流儲能環(huán)節(jié)、功率因數(shù)為1等優(yōu)點，很適合用于驅動永磁同步電機，組成矩陣變換器-永磁同步電機驅動系統(tǒng)(MC-PMSM)。但由于矩陣變換器直接變換的特性，在采用空間矢量調制策略時，電網(wǎng)電壓擾動會直接影響矩陣變換器的輸出。電壓不平衡是一種常見的電網(wǎng)電壓擾動，會導致MC的輸出電壓和電流中含有低次諧波，對MC饋電的電機驅動系統(tǒng)，將

2、造成電機轉矩、轉速出現(xiàn)波動；電機本身參數(shù)攝動也會影響電流環(huán)響應，進而影響電機轉矩、轉速輸出。
　　 論文針對MC-PMSM存在的上述問題，深入研究了抑制電網(wǎng)電壓擾動對系統(tǒng)輸出影響的控制策略，提出在MC-PMSM驅動系統(tǒng)電流控制器設計中引入滑模變結構控制器(SMC)，取代傳統(tǒng)的前饋補償控制與PI控制結合的方式，以提高系統(tǒng)對電網(wǎng)擾動和電機參數(shù)攝動的魯棒性，簡化系統(tǒng)控制結構，節(jié)省成本。
　　 論文首先介紹PMSM矢量控制系統(tǒng)原

3、理及具體實現(xiàn)。在MC的空間矢量調制的基礎上，分析電網(wǎng)電壓不平衡對MC輸出的影響，將其轉化至永磁同步電機dq坐標系下，視為電機模型中的一種擾動，以建立電壓擾動和電機參數(shù)攝動下的永磁同步電機解耦數(shù)學模型(擾動模型)。針對這一模型，采用趨近律的方法設計積分型滑模控制器，根據(jù)模型中擾動量的上限值，合理選取控制器參數(shù)。為了驗證滑模變結構控制的可行性，運用數(shù)值仿真的方法，對這種控制策略下電機的運行性能進行分析，仿真結果表明，采用滑?？刂频南到y(tǒng)運行良

4、好，可以有效地抑制參數(shù)攝動和電網(wǎng)擾動對系統(tǒng)電流環(huán)的影響。
　　 最后，在理論研究和仿真分析的基礎上搭建了基于交-直-交變頻器的PMSM矢量控制系統(tǒng)，與實驗室自行研制的MC實驗平臺相結合，加入滑模變結構控制算法，完成了對理論分析的驗證。實驗結果表明，采用SMC的MC-PMSM系統(tǒng)電流環(huán)對于電網(wǎng)電壓擾動具有較好的抑制作用，有效地降低了電網(wǎng)電壓不平衡導致的電機負載電流中二倍頻諧波含量，從而避免了這種擾動對電機輸出電磁轉矩和轉速的影響，