基于半橋變換器永磁容錯電機控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、近年來,以功率變換器和驅(qū)動電機為核心的電力作動器被廣泛應(yīng)用于替代傳統(tǒng)液壓系統(tǒng),這使飛機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加小巧、響應(yīng)速度更快、作動控制效率提高、能耗降低,因此設(shè)計一套具有容錯功能的電機本體及其控制系統(tǒng)日益成為多電飛機系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。冗余技術(shù)和容錯技術(shù)是其發(fā)展的兩個階段,與目前普遍應(yīng)用的余度技術(shù)相比,永磁容錯電機具有利用率高,體積小,不存在電流均衡問題等特性,代表著當前國際發(fā)展的方向,擁有著無比強大的生命力。
　　 本文首先對永磁容錯電機

2、的故障隔離特性和容錯能力進行了分析與介紹,并首次提出了一種新型的半橋控制拓撲,該拓撲與傳統(tǒng)H橋控制拓撲相比,在不失容錯特性的情況下,大大降低了功率開關(guān)器件的數(shù)目,進一步提高了系統(tǒng)的可靠性。本文推導(dǎo)了永磁容錯電機的數(shù)學模型,分析了最優(yōu)轉(zhuǎn)矩控制策略的原理。在此基礎(chǔ)上,利用MATLAB/Simulink建立了基于半橋結(jié)構(gòu)逆變器永磁容錯電機控制系統(tǒng)的模型,并進行了短路、斷路故障的仿真。
　　 本文設(shè)計了一套半橋逆變器結(jié)構(gòu)六相永磁容錯電機

3、全數(shù)字控制系統(tǒng),該系統(tǒng)基于TI公司的TMS320LF2407DSP為控制核心,CPLD-M4A5為故障綜合單元以及智能功率模塊(IPM)為主功率單元。在該硬件基礎(chǔ)上,以匯編語言編寫了該系統(tǒng)的控制軟件,并成功的在該系統(tǒng)上實現(xiàn)了在給定轉(zhuǎn)速1000rpm,給定轉(zhuǎn)矩1N·m時功率管短路及斷路、繞組端部短路及斷路故障后的永磁容錯電機系統(tǒng)容錯運行。實驗證明了半橋結(jié)構(gòu)逆變器永磁容錯電機系統(tǒng)的可行性和有效性。
　　 最后對半橋逆變器永磁容錯電機