基于五相逆变器的电梯用双直线电机控制方法研究

摘要

随着社会的发展和城市化进程的不断推进，大量高层和超高层建筑拔地而起。作为高层建筑中不可缺少的垂直运输工具，近年来，电梯产业遇到了前所未有的发展机遇，各种新型电梯驱动技术得到了各国政府和学者的广泛关注。直线电机直接驱动是一种结构新颖的电梯驱动方案，具有提升性能稳定、速度快、理论上无提升高度限制等优点，是实现无绳电梯和一井多梯最直接的方式之一。为确保直线电机直接驱动无绳电梯的可靠性，通常采用多台直线电机共同驱动轿厢的方案。因此，研究多直线电机容错协调控制技术，是实现多直线电机直接驱动电梯系统稳定、可靠运行的重要保障。考虑到电机系统中，驱动控制器故障率相对较高等因素，本文国家自然科学基金项目（51307072）的资助下，针对基于初级永磁型游标直线(LPPMV)电机驱动电梯系统中的五相逆变器驱动双直线电机控制策略展开研究，以保证当双电机驱动系统中，一相桥臂发生故障时，基于五相逆变器的控制，仍能使双直线电机正常工作，且具有相同的输出特性，即相同速度和推力，具体研究内容如下：
　　1、提出了采用LPPMV电机直接驱动电梯的方案，详细介绍了LPPMV电机结构，并在考虑直线电机端部效应的基础上，推导了其三相静止/两相旋转坐标系下的数学模型；
　　2、给出了五相逆变器控制双电机驱动系统拓扑结构，在永磁直线电机电流控制策略的基础上，提出采用基于SVPWM方法的五相逆变器C相占空比最值法控制方案，详细描述了该方案的基本工作原理，推导了五相逆变器占空比的计算公式；
　　3、基于上述五相逆变器双LPPMV电机驱动控制策略，利用Matlab/Simulink仿真软件搭建了系统的仿真模型，包括LPPMV电机模型和控制器模型，在此基础上对电梯系统进行仿真分析，验证了所提出方案的可行性和准确性；
　　4、基于TMS320F28335搭建五相逆变器双直线电机的驱动系统控制平台，给出了关键硬件系统原理图和系统流程图。