基于開繞組的五相FTFSCW-IPM驅(qū)動系統(tǒng)故障分析及診斷研究.pdf

1、隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，發(fā)展電動汽車將是實現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型及可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。電機及其驅(qū)動系統(tǒng)是電動汽車的核心，永磁同步電機因其自身優(yōu)勢成為新一代電動汽車研制的首選方案。其中永磁容錯電機不僅具備永磁電機功率密度高、輸出性能好的優(yōu)點，還擁有對電機本體及控制系統(tǒng)斷路、短路故障的強容錯能力，已成為電動汽車動力驅(qū)動研究領(lǐng)域的熱點。
　　本文首先闡述了課題的研究背景及意義，介紹了多相容錯電機和開繞組電機驅(qū)動系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。對文

2、中研究對象FTFSCW-IPM電機的結(jié)構(gòu)、原理和特性進行了分析;設(shè)計了五相開繞組FTFSCW-IPM電機驅(qū)動系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)電機物理隔離與電隔離;對五相開繞組FTFSCW-IPM電機系統(tǒng)進行了詳細(xì)的建模分析，建立了系統(tǒng)在五相abcde靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。
　　論文對五相開繞組FTFSCW-IPM電機驅(qū)動系統(tǒng)的控制策略進行研究，其中包括電機矢量控制和共模電壓抑制。針對單電源雙逆變器系統(tǒng)中存在的共模電壓問題，通過對五相開繞組

3、系統(tǒng)基本輸出電壓矢量、共模電壓產(chǎn)生機理的分析，根據(jù)合適矢量的選擇來抑制共模電壓。探究兩逆變器之間的開關(guān)序列關(guān)系，引入4π/5逆時針旋轉(zhuǎn)矩陣，研究了一種基于旋轉(zhuǎn)矩陣且具有單逆變器調(diào)制特點的雙逆變器調(diào)制方法。
　　對五相開繞組FTFSCW-IPM電機驅(qū)動系統(tǒng)的故障診斷控制策略進行研究，針對匝間短路故障，提出了一種基于零序電壓的故障診斷方法，能夠在某一特定運行工況下判斷出匝間短路故障的發(fā)生，并近似地估算出相應(yīng)的故障程度;針對逆變器故障，

4、通過電流歸一化處理排除電機運行工況的影響，通過兩個診斷變量來實現(xiàn)故障定位。此外，將上述故障綜合考慮，介紹了電機滯環(huán)缺相故障容錯方法，實現(xiàn)了系統(tǒng)優(yōu)化控制、故障診斷及容錯運行的集成化設(shè)計。
　　論文基于Matlab/Simulink建立了系統(tǒng)仿真模型，基于dSPACE1104控制器構(gòu)建了實驗平臺，對系統(tǒng)的動穩(wěn)態(tài)運行以及共模電壓抑制、匝間短路故障嚴(yán)重程度檢測、逆變器單管故障及橋臂故障檢測和電機缺相容錯控制策略的可行性和有效性進行了仿真研