基于阻抗源双逆变级间接式矩阵变换器驱动开绕组永磁同步电机系统的研究

基本信息
批准号:51777043
项目类别:面上项目
资助金额:61.00
负责人:刘洪臣
学科分类:
依托单位:哈尔滨工业大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:韩凤玲,苏健勇,李飞,纪玉亮,李熙,张力彬,沈志芳
关键词:
分形空间矢量电压调制比开放式绕组阻抗源网络间接式矩阵变换器
结项摘要

Indirect matrix converter(IMC)has been widely used in many fields such as frequency control of motor speed, wind power system and vehicle traction system because of its remarkable energy saving effect.. In this project, a new open-wingding permanent magnet synchronous motor(OW-PMSM) system with five phases which is driven by the impedance source double inverter stage indirect matrix converter (ISDIS-IMC)is studied. The new system has the advantage of multilevel inverter modulation, and can avoid the disadvantage of low voltage transfer ratio for IMC. First of all, the impedance source network with higher stage gain and the wider inductor parameter range is proposed. Then, the fractal structure of space vector for the five-space ISDIS-IMC is studied according to the fractal space vector algorithm, and a simplified general modulation algorithm based on the fractal space vector algorithm for the multiphase ISDIS-IMC is presented. Then, the method to inhibit the common-mode voltage for the five-phase ISDIS-IMC is proposed. Furthermore, the new modulation strategy is expanded to improve the transfer ratio of the five-phase ISDIS-IMC. At last, the closed-loop control strategy for five-phase OW-PMSM system driven by ISDIS-IMC is investigated, and its experiment platform is established in order to verify the research findings.. This project laid a solid foundation for the modulation technology of ISDIS-IMC and the related engineering application.

间接式矩阵变换器(IMC)具有显著的节能效果,在变频调速、风力发电、车辆牵引等系统中得到了广泛应用。.针对开放式绕组电机驱动需求,本项目研究一种新型的基于阻抗源双逆变级间接式矩阵变换器(ISDIS-IMC)驱动五相开放式绕组永磁同步电机(OW-PMSM)系统。该系统具备多电平逆变器调制的效果,又能避免IMC电压传输比低的缺点。首先,本项目提出高增益宽电感参数范围的阻抗源网络;其次,基于分形空间矢量算法,研究五相ISDIS-IMC空间矢量的分形结构,提出多相ISDIS-IMC基于分形空间矢量的一般性调制算法;再次,提出五相ISDIS-IMC抑制共模电压的方法;进一步地,对五相ISDIS-IMC的电压传输比进行研究;最后,对ISDIS-IMC驱动五相OW-PMSM系统闭环控制策略进行研究,研制系统的实验平台,验证研究结果。.本项目的研究为ISDIS-IMC调制技术及相关工程应用奠定了坚实基础。

项目摘要

针对开放式绕组电机驱动需求,本项目研究了一种新型的基于阻抗源双逆变级间接式矩阵变换器(ISDIS-IMC)驱动五相开放式绕组永磁同步电机(OW-PMSM)系统。该系统具备多电平逆变器调制的效果,又能避免IMC电压传输比低的缺点。首先,本项目提出高增益宽电感参数范围的阻抗源网络,将四种耦合电感单元引入有源开关电容阻抗源逆变器,衍生出断续型和连续型有源开关电容耦合电感阻抗源逆变器拓扑结构;其次,通过分析 DC-DC 变换器可以灵活地工作在电感电流连续和断续状态的运行机理,提出了准直流直流输出单元。通过引入准直流直流输出单元的控制逻辑与三相桥控制进行匹配,实现了阻抗源逆变器广义性的双电流补偿方法;基于分形空间矢量算法,研究五相ISDIS-IMC空间矢量的分形结构,提出多相ISDIS-IMC基于分形空间矢量的一般性调制算法;再次,提出五相ISDIS-IMC抑制共模电压的方法,通过重新分配零电压矢量,使开关次数减少,降低系统开关损耗;进一步地,对五相ISDIS-IMC的电压传输比进行研究;最后,研制出一套ISDIS-IMC驱动五相OW-PMSM系统,进行实验验证。本项目共发表SCI论文9篇,EI期刊论文2篇,授权发明专利4项。培养博士研究生4人、硕士研究生2人。组织学生参加了多个等国际学术会议。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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