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电机与控制学报 2019年第10期23卷 15-22页

作者：卢春宏章玮浙江大学电气工程学院

无电解电容永磁同步电机驱动系统因其低成本和高可靠性,已经得到了越来越广泛的应用。然而,小的母线电容会导致母线电压剧烈波动,进而导致电机的电磁转矩和转速出现较大的脉动。为探究母线电容对母线电压的影响,通过建立无电解电容永磁... 详细信息

无电解电容永磁同步电机驱动系统因其低成本和高可靠性,已经得到了越来越广泛的应用。然而,小的母线电容会导致母线电压剧烈波动,进而导致电机的电磁转矩和转速出现较大的脉动。为探究母线电容对母线电压的影响,通过建立无电解电容永磁同步电机驱动系统的等效电路模型,解析分析得到了母线电容容量与母线电压以及电机性能之间的关系,为无电解电容永磁同步电机驱动系统中母线电容的选取提供理论依据。同时以一台内嵌式永磁同步电机为研究对象,利用传统矢量控制策略对开环系统中的母线电压波形进行仿真和实验分析,验证了等效模型的正确性。

关键词：无电解电容单相不控整流母线电压解析分析

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单相—三相无电解电容逆变器永磁同步电机控制系统研究

单相—三相无电解电容逆变器永磁同步电机控制系统研究

引用

作者：卢春宏浙江大学

学位级别：硕士

永磁同步电机调速系统在越来越多的领域得到了广泛应用。传统的永磁同步电机驱动系统采用交-直-交变换器,其中直流环节采用大电解电容来稳定母线电压,由于电解电容体积大,寿命短,严重限制了整个驱动系统的小型化、降低了系统可靠性、减... 详细信息

永磁同步电机调速系统在越来越多的领域得到了广泛应用。传统的永磁同步电机驱动系统采用交-直-交变换器,其中直流环节采用大电解电容来稳定母线电压,由于电解电容体积大,寿命短,严重限制了整个驱动系统的小型化、降低了系统可靠性、减小了系统使用寿命。同时,为了满足输入电流的谐波要求,传统的驱动系统还需要增加功率因数校正电路,这又增加了系统的体积、损耗和成本。因此,母线采用小薄膜电容代替大电解电容的永磁同步电机驱动器得到了越来越广泛的关注。其中,母线电容容量对系统性能的影响以及高功率因数控制策略是无电解电容驱动器的研究热点。为此,本文首先探究了母线电容容量对系统性能的影响。通过建立单相无电解电容永磁同步电机驱动系统的等效电路模型,解析分析得到了母线电容容量与母线电压以及电机性能之间的关系,为无电解电容永磁同步电机驱动系统中母线电容的选取提供理论依据。为获得输入侧的高功率因数,本文在功率平衡的基础上,提出了一种基于电流跟踪的高功率因数控制策略。电机的q轴电流指令根据逆变器输入输出功率平衡的关系得到,同时为进一步提高输入功率因数,在q轴电流指令中增加了基于母线电压波动的q轴电流追踪量,并将重复控制器应用到电机的q轴电流环中以减小q轴电流的稳态误差。电机d轴电流根据“平均电压限制”的原则得到,以满足母线电压降低时的弱磁要求。为验证理论分析的正确性,以一台1kW的永磁同步电机为研究对象,搭建了实验平台,对本文提出的基于电流跟踪的高功率因数控制策略进行了仿真和实验验证。结果证明,使用该控制策略,可以有效减小输入电流谐波,提高输入侧功率因数。

关键词：永磁同步电机无电解电容单相不控整流高功率因数

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