无刷双馈电机的建模与仿真研究

摘要

目前大量应用的交流电机主要是同步电机和感应电机。由于结构上的差异，同步电机和感应电机一般不能兼用。无刷双馈电机不仅具有笼型转子的简单结构，而且具有绕线式转子异步电机和同步电机的优良特性：既可同步又可异步运行，既可作为交流调速电动机，又可作为变速恒频发电机，可以在无刷的情况下实现双馈电。　　本文以一台绕线型转子无刷双馈电机为例。首先从无刷双馈电机的原理出发，在普通笼型转子无刷双馈电机的基础上，根据“变极法”设计了一种绕线型转子无刷双馈电机，对该种电机的定、转子绕组都进行了详细的绕组设计和简单的谐波分析。然后在电机绕组设计的基础上，推导了绕线型转子无刷双馈电机的网络数学模型和d-q数学模型，建立了电机的d-q坐标系仿真模型。对无刷双馈电机的各种运行方式进行了仿真分析，得出了各种运行方式下的仿真波形，仿真结果合理，验证了模型的正确性和可行性。然后在常规感应电机矢量控制的基础上得出了无刷双馈电机的磁链定向控制策略。在这种控制策略中，根据功率绕组和控制绕组的频率，我们采用两套同步坐标系，把功率绕组和控制绕组分别建立在各自的同步坐标系统下，将BDFM分成两个独立的子系统，分别加以调控以实现磁链解耦，从而达到良好的控制性能。在磁链定向控制策略的基础上，得出了实现这种控制策略的算法，并简单介绍了基于 DSP实现的电压空间矢量（SVPWM）的控制框架。　　论文最后，对本课题所做的工作进行了总结，并对以后的工作提出了几点建议。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 无刷双馈电机的国内外研究现状

1.3 研究背景及其研究意义

1.4 本文的研究内容及其结构

第二章 无刷双馈电机的结构与原理

2.1 引言

2.2 无刷双馈电机的工作原理

2.3 无刷双馈电机的绕组设计

2.4 本章小结

第三章 无刷双馈电机的数学模型

3.1 引言

3.2 ABC网络数学模型

3.3 d-q数学模型

3.4 无刷双馈电机ABC网络数学模型和d-q数学模型中参数的转换

3.5 本章小结

第四章 无刷双馈电机的建模与仿真

4.1 引言

4.2 MATLAB/Simulink仿真软件介绍

4.3 无刷双馈电机动态仿真模型的建立与仿真

4.4 无刷双馈电机的仿真

4.5 本章小结

第五章 无刷双馈电机矢量控制系统的简介

5.1 引言

5.2 常规感应电机矢量控制的基本思想

5.3 无刷双馈电机矢量控制系统的基本方程

5.4 无刷双馈电机的矢量控制系统的构成

5.5 无刷双馈电机DSP矢量控制系统简述

5.6 本章小结

第六章 总结

参考文献

附录1 攻读学位期间主要的研究成果

附录2 无刷双馈电机S-Function函数

致谢