To propel the further development of electric machines drive control system and satisfy the request of high reliability and high-power application, the open-end winding machine drive system has gained widespread interest. This control system have some advantages of high voltage utilization, flexible current control, strong fault-tolerant ability and flexible topology. However, as a special motor drive system, many important problems need to be solved, such as control method, modulation mechanism, analysis methods, improvement of energy efficiency and practicability techniques. Therefore, in order to address these problems, multi-vector predictive control, mechanism of energy efficiency improvement, online modulation and control optimation would be investigated in this project. The main prupose is to breach the limitation of low carrier ratio, low switch frequence and complex working condition on system control performance, and to further improve theory system of the open-end winding permanent magnet synchronous motor drive system. Then, the outcome of this research is able to be used in the areas of high voltage frequency conversion system, electric vehicle drives and airplane electrification, which has important theoretical and practical value.
为了推动交流电机传动系统的进一步发展,满足高可靠性大功率应用领域的要求,绕组开路电机传动系统获得了学术界和工业界的广泛关注。该系统具有电压利用率高、电流控制灵活、故障容错能力强、拓扑结构多样等优势,但作为一种新兴驱动系统,在大功率应用领域仍然存在控制与调制机理、能效提升与实用化等方面的重要问题亟待解决与完善。因此本申请项目拟针对大功率绕组开路永磁电机交流传动系统,以模型预测控制思想为主要实施手段,提出多矢量模型预测脉冲优化方式、探索系统能效提升机理及复杂工况下的优化控制策略,同时引入预测寻优理论,解决传统调制方法及调制切换策略在该系统中无法通用等一系列关键问题。从而突破低载波比、低能耗、复杂工况等约束条件对系统综合控制性能的限制,进一步完善绕组开路电机交流传动系统的理论体系。项目研究成果可推广应用于高压变频、电动汽车、飞机与舰船电气化等应用领域,具有重要的理论意义与应用价值。
本项目以绕组开路永磁同步电机系统为研究对象,以模型预测控制为工具深入研究其工作原理与技术特性。提出了模型预测全转矩控制(MPFTC),基于瞬时功率理论将转矩磁链与零序电流的控制转化为对实转矩、虚转矩与零转矩的控制,可实现三者同时控制并消除权重;提出一种基于三维空间矢量位置的矢量预选方案,避免了27个基本电压矢量的枚举,降低了模型预测控制的计算负荷;基于桥臂共用思想提出绕组开路永磁同步电机(OW-PMSM)驱动系统二次容错拓扑及其控制策略,进一步提高了系统的可靠性。提出基于零序电流抑制的OW-PMSM四段式模型预测控制方法,进一步提升了系统的稳态性能以及更好的零序电流抑制效果。在理论研究的基础上,构建了系统试验样机,验证了理论研究的正确性及有效性。本项目的研究对于推动绕组开路电机系统的进一步实用化具有一定意义。
{{i.achievement_title}}
数据更新时间:2023-05-31
演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述
粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法
基于LASSO-SVMR模型城市生活需水量的预测
中国参与全球价值链的环境效应分析
基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究
开绕组永磁同步电机全速域优化模型预测控制研究
串联补偿式绕组开路永磁同步电机直流发电系统运行机理及控制策略研究
基于电流预测控制的绕组分段永磁直线同步电机高精度推力控制研究
永磁同步电机解耦模型预测转矩控制策略的研究