论文六相永磁同步发电机容错控制是关于同步发电机方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关三相交流同步发电机论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
摘 要：为了实现六相永磁同步发电机缺相后的矢量控制,根据定子磁动势不变原则,以定子铜耗最小为优化目标,分别对不同中性点连接方式下的六相永磁同步发电机缺两相的电流进行求解,对比了两者的优劣性.根据缺相后的变换矩阵,建立了缺兩相时的六相永磁同步发电机的数学模型,并由此提出缺相后的解耦容错控制方法.为真实模拟发电机的缺相运行,建立了发电机从正常到缺相的统一模型,并通过切换控制策略,有效减少了缺相后的转矩脉动.仿真结果验证了统一模型的可行性和容错控制算法的有效性.
关键词：六相永磁同步电机；缺相；解耦控制；转矩脉动；容错控制
中图分类号：TM 315
文献标志码：A
文章编号：1007-449X（2018）05-0001-10
Abstract：To realize the vector control of sixphase permanent magnet synchronous generator（PMSG） with openphase circumstances, according to the invariant magnetic motive force of stator, the twoopenphase currents of sixphase PMSG were solved under different connecting modes of neutral point. Advantages and disadvantages of two modes were compared. Based on the openphase transformation matrix, the mathematic model of twoopenphase sixphase PMSG was built. And then an openphase decoupling faulttolerant control method was built. To simulate the openphase running of PMSG accurately, the unified model from normal running to openphase running was established. At the same time, through switching control methods, the openphase torque ripple was reduced effectively. Finally feasibility and effectiveness of unified model and faulttolerant control method were verified by the simulation results.
Keywords：sixphase permanent magnet synchronous generator； openphase； decoupling control； torque pulsation； faulttolerant control
0 引 言
多相永磁同步电机（multiphase permanent magnet synchronous generator, MPPMSG）以其低压大功率输出、容错能力强等特点引起了学者们广泛的关注.多相电机的短路故障可通过故障隔离技术将故障相和非故障相隔离,因此短路故障可转化为开路故障处理,所以针对多相电机的容错缺相运行方法的研究中,主要针对开路故障工况的缺相运行进行研究[1-6].
现有的多相电机的缺相运行时的容错控制方法可分为滞环控制、矢量控制和直接转矩控制.滞环控制的电流给定值来自于磁动势不变约束和电流优化策略约束共同得到,这类控制没有建立缺相后的电机模型,而滞环控制固有的缺点使之不适合高性能要求场合[7].在自然坐标系下,电机是一个具有复杂耦合关系的系统,矢量控制可将定子电流矢量在同步旋转坐标系下分解为励磁电流和转矩电流,实现线性控制[8-9].文献[10]基于对称旋转变换推导了缺相状态下的五相永磁同步电机的数学模型,并通过解耦变换矩阵使缺相后的电感矩阵对角化,从而实现对缺相电机的矢量控制.文献[11]借鉴了多相异步电机缺相所采用的不对称旋转变换矩阵,但该矩阵在多相永磁同步电机中物理意义模糊,取值存在近似,难以高效控制缺相后的多相永磁电机.文献[12]建立了开路故障下的六相永磁同步电机的预测模型,该模型通过实时优化计算调整控制器参数实现模型预测控制.周扬忠教授等针对单相开路下的对称六相永磁同步电机,提出了一种新型的直接转矩控制策略[13].该方法通过构造虚拟电压矢量实现故障状态下的直接转矩控制.实验表明该方法具有迅速的动态响应且运行良好.
为提高MPPMSG的故障运行能力,学者将智能控制算法引入容错控制领域.文献[14]提出将不对称隶属度函数和高木-关野康型的模糊神经网络（TakagiSugenoKang type fuzzy neural network with asymmetric membership function,TSKFNNAMF）用于六相永磁同步电动机的容错控制中,这种方法结合了两者的优势,通过在线学习算法,可以实现对六相永磁同步电动机的智能容错控制.文献[15]提出了将智能互补滑模控制六相永磁同步电机的容错控制中.这种方法基于在线TSKFNNAMF的自适应学习算法可保证闭环控制的稳定性.
为了发挥MPPMSG的大容量、功率密度大、容错性能强等优势,使其在海上风力发电系统中得到广泛应用,本文将以两种不同中性点连接形式的六相永磁同步发电机为研究对象,对 析了MPPMSG在两相缺相时,中性点唯一和分裂连接运行工况,得到中性点唯一连接方式MPMSG具有最低铜耗结论；进一步推导了缺两相绕组的MPPMSG数学模型,提出对应的矢量控制算法,仿真验证了模型的正确性和控制算法的有效性.最后建立了各种工况下的统一MPPMSG仿真模型,验证了修正的矢量控制能弥补常规矢量控制对于缺相电机控制的不足,能有效的消除转矩和转速的二倍频波动,实现MPPMSG的功率平稳输出.
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参考文献：
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