盘式对转永磁同步电机控制方法研究

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1、学校代号：10532学号：S11092022密级：普通湖南大学硕士学位论文盘式对转永磁同步电机控制方法研究堂僮宴请厶丝名!筮逗————昱垣娃刍壁鲤鏊!黄室道教拯墙差望僮；电氢皇焦息工程堂瞳童些名整!电氢王猩——迨窒握童日期；2Q!垒生垒旦2Q旦诠窒签趱旦期12Q!垒生三月!Z旦筌辩委员会圭压!矍隆蕉熬攫Researchoncontrolmethodfordisccontra—rotatingpermanentmagnetsynchronousmotorbyZHANGHengB．E．(HunanUniversity)201Athesi

2、ssubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsfi)rthedegreeofMasterofEngineeringElectricalEngineeringintheGraduate：SchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorHUANGShoudaoApril，2014湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或

3、撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：专叫艮日期：如I毕年岁月砷日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于l、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密团。(请在以上相应方框内打“／

4、”)储虢专唯导师签名：∥妨矽钿镶R，日期：b，中年厂月≯罗日日期：印f甲年罗月卵日盘式对转永磁同步电机控制方法研究=!=!===!!===!=!=!=!!!====!!!====!!========21=====!===!!!=!==e======!!=!====!=!=!====!=摘要盘式对转永磁同步电机(DiscContra．．rotatingPMSM)具有一个定子，两个永磁转子。定子上只有一套绕组，通过交：疋环绕的方式嵌放，通电后在左右两边气隙上产生大小相等方向相反的旋转气隙磁场。该类电机具有体积小，功率密度大，双转子机械和

5、电气参数对称，易于控制等优点。在水下航行器的对转螺旋桨驱动、风力发电、电动飞行器驱动等有着广泛的应用前景，能够高效的利用风能和水流能，节能效果明显。盘式对转电机在电气上等效为两个相同的永磁同步电机串联，需要用一个三相变频器控制两个转子同步旋转。现有文献提出的对转电机矢量控制方法是基于其中一个转子磁场定向的矢量控制方法，只对其中一个转子是闭环控制，而让另一个转子处于自由跟随状态；现有文献提出的基于传统直接转矩控制原理的对转电机直接转矩控制方法中，两个转子共用一个定子磁链，两个转子通过定子磁链相互耦合影响，容：易造成定子电压矢量的选择错

6、误。以上两种控制方法下，当双边负载不对称突变时双转子失步。本文主要研究的目的是如何在双转子负载不对称突变时，能够有效的控制双转子同步运行。本文提出了基于双转子磁场定向的矢量控制方法和基于空间矢量调制的对转电机直接转矩控制方法，这两种方法下构建的控制系统实际包含两套永磁同步电机的闭环控制系统，并设有闻环控制对象选择环节，根据需要实时地选择需要闭环控制的转子并对其建立闭环控制系统，通过对两转子的轮换闭环控制从而实现了对双转子的闭环控制，仿真实验证明了该方法的有效性。论文结构如下：首先，依据对转电机的结构和对转电机等效为两个永磁同步电机串

7、联的原理构建了其数学模型并搭建了本体仿真模型，在基于其中一个转子磁场定向的矢量控制方法下搭建了对转电机的控制系统仿真模型，空载和双边负载相同情况下仿真结果证明了对转电机本体仿真模型的可行性，为下文仿真验证新的控制方法奠定了基础。接着本文构建了失步和同步情况下的矢量图，通过矢量图分析给出了基于其中一个转子磁场定向的矢量控制方法在负载不对称突变时双转子失步的原因，同时提出了基于双转子磁场定向的矢量控制方法，搭建了控制系统仿真模型，仿真结果证明了本方法的有效性。另外文章针对基于传统直接转矩控制原理的对转电机直接转矩控制方法的不足，分析解释

8、了负载不对称突变时双转子失步的原因。本文提出了基于空间矢量调制的直接转矩控制方法，该方法构建了两套直接转矩控制系统，实时的选择要闭环控制的转子并对其构建闭环控制系统，该方法对双转子实现轮换闭环控II硕士学位论文制，有效的解除了两个转子