小容量母线电容逆变器驱动的PMSM控制策略研究

摘要

永磁同步电机具有高效率、高功率密度的优点，在交通、家用电器、航天、工业等领域获得大量应用。在一些应用领域，要求电机驱动系统具有高可靠性、低电磁噪声等特性。另外，逐渐减小母线电容已经成为电动车等应用领域的永磁同步电机逆变器的发展趋势，但这会给无位置传感器控制的估算精度、电机过流保护等带来一定的影响。
　　首先，针对固定开关频率下电机相电流谐波能量集中在开关频率的整倍数次附近的问题，本文引入周期频率调制技术。提出一种新的用于分析周期频率调制技术下电机相电流谐波的方法，并利用这种方法分析频率调制波形同相电流之间的相位关系对高频谐波的影响。分析不同调制波形对三相电流的高频谐波的抑制效果，得出在常见调制波形中锯齿波调制具有最好谐波抑制效果的结论。研究了周期频率调制对基于虚拟坐标系的无位置算法的影响，得出采用PWM频率连续的调制方式可以减小对位置估算精度影响的结论。
　　其次，建立模型分析计算传统过流保护策略下小容量母线电容上的泵升电压。提出一种能够适用于小容量母线电容逆变器的过流保护方法。根据过流保护时的电路拓扑建立简化的电路模型，并对保护策略进行详细的分析，给出一般永磁同步电机逆变器母线电容最小容值的计算公式。详细分析了小容量母线电容对无位置传感器估算的影响，通过改进原有无位置传感器估算方法抑制母线电压波动对位置估算产生的影响，并对改进的估算方法进行仿真验证。
　　最后，建立无位置传感器控制系统，实验验证不同周期频率调制技术对无位置传感器估算精度的影响，并验证采用 PWM频率连续的调制方式可以减小调制技术对位置估算精度影响的结论。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 国内外研究现状分析

1.3 本文的主要研究内容

第2章 周期频率调制对电机电流谐波抑制分析

2.1 引言

2.2 周期频率调制对高频电流谐波的抑制

2.3 周期频率调制对电机三相电流高频谐波的抑制

2.4 本章小结

第3章 基于虚拟坐标系的无位置传感器控制策略研究

3.1 引言

3.2 基于虚拟坐标系的无位置估算方法

3.3 周期频率调制对无位置传感器估算的影响

3.4 小容量母线电容对无位置估算方法的影响

3.5 本章小结

第4章 小容量母线电容驱动系统过流保护策略研究

4.1 引言

4.2 常规过流策略分析

4.3 适用于小容量母线电容逆变器的过流保护策略

4.4 过流保护策略下母线电容最小容值计算

4.5 本章小结

第5章 无位置传感器控制系统实验验证

5.1 引言

5.2 实验系统硬件设计

5.3 实验软件系统设计

5.4 周期频率调制对位置估算影响的实验结果与分析

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

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