关键词：六相永磁电动机;;共模电压;;开关损耗;;SVPWM;;代码生成
摘 要：随着人类能源危机意识和环境保护意识的提高,电动汽车作为人类出行代步的工具已经成为了一种趋势。目前电动汽车上多用的是三相永磁同步电动机,三相电动机存在着容错性差、转动脉动大的问题,而多相电动机具有可靠性高、转动脉动小,特别适合用于电动汽车这样的低压大功率场合。本课题依托国家自然基金项目“电动汽车用多相电机驱动控制系统故障诊断及容错控制研究(61603263)”,针对多相电动机驱动系统SVPWM控制策略进行了研究。对具有两个独立定子节点的双Y移30°六相永磁电动机驱动系统中存在的共模电压和六相电压源逆变器开关损耗的问题进行了理论和实验研究。本文以具有两个独立定子节点的双Y移30°六相永磁电动机为研究对象,对六相永磁电动机脉宽调制方法中产生的共模电压进行研究,提出一种抑制共模干扰的SVPWM方法。本文研究了电机驱动系统中产生共模干扰的原因,发现零矢量的使用以及共模电压变化次数多是导致共模干扰变大的主要原因。利用六相永磁电动机电压矢量冗余的特点,在每一个扇区内选择出能够降低共模电压的电压矢量组合,通过合理的电压矢量排布,有效的降低了共模电压的变化频率。减小了震动噪声和对外围电子器件产生的电磁干扰。采用本文提出的减小六相永磁电动机共模干扰SVPWM控制,共模电压降低为直流侧电压的1/6。在多相永磁电动机驱动系统中,为了提高多相电动机的控制性能,在一个PWM周期内使用了多个电压矢量,导致多相驱动逆变器开关损耗增大。本文选择每一个PWM周期内参考电压矢量在αβ平面内相邻最大的三个电压矢量作用,同时保证在z1z2平面电压矢量合成为零;进一步针对参考电压矢量在αβ平面上位于12个最大电压矢量附近时,直接使用该最大和次大两个电压矢量合成与期望电压矢量幅值相同的电压矢量来替代参考电压矢量,并且保证在z1z2平面上合成为零。使用本文提出的低开关损耗的六相永磁电动机矢量控制具有较低的开关损耗以及较高的母线电压利用率。本文搭建了六相永磁电动机仿真模型,在基于模型设计的基础上对电动机的控制算法部分进行代码生成,并且对生成的代码进行优化,编译下载到开发板中,并进行调试。实验结果验证了所提出的降低共模电压算法以及降低逆变器开关损耗算法的可行性。
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