【摘 要】
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双三相永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有高输出功率、低转矩脉动、高效率等优点,因此在电动飞机、舰船推进等场合拥有广阔的应用前景。然而,空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)的引用使得电机在开关频率倍频处出现大量的谐波电流,导致电磁干扰和振动噪声等问题。此外,三角载波的应用
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双三相永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor,PMSM)具有高输出功率、低转矩脉动、高效率等优点,因此在电动飞机、舰船推进等场合拥有广阔的应用前景。然而,空间矢量脉宽调制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)的引用使得电机在开关频率倍频处出现大量的谐波电流,导致电磁干扰和振动噪声等问题。此外,三角载波的应用使得双三相电机的PWM开关序列需要进行中心化处理,从而增加谐波含量。为解决上述问题,本文提出了锯齿载波双随机SVPWM策略。使用随机零矢量-变延时的双随机SVPWM,将集中在高频段的谐波电流分散到更宽的频率范围内,且不影响电机的控制性能。采用锯齿载波,直接产生控制策略所需的非中心对称开关序列,避免了谐波含量的增加。仿真和实验结果都验证了所提控制策略的可行性和有效性。本文的主要研究内容如下:1.建立了双三相PMSM在六相静止坐标系下的数学模型。构造了双三相PMSM基于双d-q变换和矢量空间解耦的数学模型。阐述了双三相PMSM最大四矢量SVPWM的基本原理和实现方法。2.简要阐述了随机数产生的基本原理和功率谱密度的分析方法。详细分析了随机零矢量SVPWM、变延时SVPWM和双随机SVPWM的实现方式,并具体研究了其功效和优缺点。通过Matlab仿真软件对双随机SVPWM方法进行了仿真建模与分析。3.详细阐述了三角载波调制的控制原理,分析了其应用于双三相PMSM的不足。提出了锯齿载波调制,分析了其实现方法和其相比于三角载波所具有的优势。提出了双三相PMSM锯齿载波双随机SVPWM策略,并利用Matlab搭建仿真模型验证了该控制策略的可行性和有效性。4.建立了基于TMS320F28377S主控芯片的双三相PMSM实验平台,简要阐述了此实验平台的软硬件实现原理。从相电流谐波含量、傅里叶分析和功率谱密度分析的角度对本文所提的控制策略进行了实验验证。
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