基于双定子多相复合永磁电机的高速电梯牵引驱动系统

基本信息
批准号:51577027
项目类别:面上项目
资助金额:68.00
负责人:王政
学科分类:
依托单位:东南大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:蒋浩,王宝安,王伟,张淦,张邦富,王青松,陈健,王学庆,刘博辰
关键词:
简化T型三电平变换器双定子多相复合永磁电机高速电梯牵引驱动系统电机控制容错运行
结项摘要

With the increase of speed and capacity of elevator drive systems, the technical challenges appear in the aspects of safe operation, high-efficiency, energy saving, compact design, etc. Aiming at improving the reliability, power density, efficiency and torque stability for high-speed elevator drive systems, this project propose to study a novel high-speed elevator drives system based on double-stator multiphase hybrid permanent magnet (PM) machines. The study is emphasized on the basic scientific problems, such as design theories and analyzing methods of electrical machine, fault diagnosis and fault tolerant schemes, collaborative flux regulation between two stators, design and control of novel four quadrant three-level converters, etc. After mastering the basic working principles, design as well as analyzing methods, control strategies, and experimental as well as application methods comprehensively, the project tries to achieve innovation in theories and techniques, and form systematic theory and technical system as the foundation for the future research and practical use. This project is proposed based on the great demand of energy saving and environmental protection from the country, and comprises lots of in-depth scientific problems. The study of this project will explore a new technical route for the development of high-speed elevator drives. So, it not only has important theoretical and academic values, but also offers practical significance for driving the development of elevator industry in our country.

高速电梯运行速度的不断提高及其牵引驱动容量的不断增大,给驱动系统安全运行、紧凑设计、高效节能等方面带来了很大的技术挑战。本项目以提高驱动系统的可靠性、功率密度、运行效率、转矩平稳度为目标,提出并研究一种基于双定子多相复合永磁电机的高速电梯牵引驱动系统。重点研究该驱动系统的电机结构设计理论和分析方法、电机故障诊断和容错控制方法、双定子协同调磁策略、新型四象限三电平变换器的设计与控制等基础科学问题。在全面掌握该电机驱动系统的基本工作原理、设计与分析方法、控制策略、实验及应用方法等关键技术的基础上,取得理论与技术创新,形成较为系统完整的理论与技术体系,为更深入的后续研究和实际应用奠定基础。本项目既面向国家节能环保的重大需求又具有丰富而深刻的科学问题,将为高速电梯牵引驱动的发展探索一条新的技术路线,不仅具有重要的理论与学术价值,而且对于推动我国电梯产业技术的发展有实际意义。

项目摘要

本项目研究了一种T型三电平逆变器馈电双定子绕组多相复合永磁电机牵引驱动系统,以满足高速电梯等应用大容量、高可靠、 高效节能的运行要求。该类电机驱动系统采用定子采用双绕组结构,转子采用钕铁硼和铝镍钴永磁体复合励磁。重点研究该类多相多电平永磁电机驱动系统的设计方法、协同调制策略与控制、电机故障诊断与容错运行、磁场调节与损耗优化控制的问题。完成的研究内容包括:双三相定子绕组复合永磁电机的电磁设计与分析;双定子结构复合永磁电机的电磁设计与分析;双三相定子绕组永磁电机驱动的建模分析;双三相定子绕组复合永磁电机驱动调制策略;双三相定子绕组复合永磁电机驱动的混合转矩控制技术;双三相定子绕组复合永磁电机驱动的直流母线电流纹波抑制;双三相定子绕组永磁电机驱动磁场调节与损耗优化控制;双三相定子绕组永磁电机驱动故障诊断与容错运行;双通道T 型三电平变换器电机侧调制与控制;双通道三电平逆变器电网侧并联调制策略;双通道三电平逆变器故障诊断与容错运行。该项目研发了1套两电平逆变器供电双定子绕组复合永磁同步电机驱动实验装置、1套T型三电平逆变器供电双定子绕组复合永磁同步电机驱动实验装置、1套二极管箝位三电平逆变器供电双定子绕组复合永磁同步电机驱动实验装置。结合Matlab/Simulink和有限元仿真软件对提出的双定子绕组复合永磁电机驱动系统进行了仿真和实验验证,证明了该类电机适合低电压、大功率电机驱动应用场合,具有转矩脉动小、调磁能力强、容错能力强等优点。. 本项目共发表SCI论文11篇,EI期刊论文1篇,授权发明专利4项。培养博士研究生4人(1人已毕业)、硕士研究生6人(3人已毕业),其中2人获江苏省优秀硕士学位论文奖。项目组成员赴英国利物浦大学、波兰弗朗茨瓦夫大学学术交流,参加了ECCE、IECON、ICEMS等国际学术会议。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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