基于擾動(dòng)模型的矩陣變換器-永磁同步電機(jī)系統(tǒng)滑?？刂?pdf

1、矩陣變換器(MC)是一種交-交功率變換裝置，具有能量可雙向流動(dòng)、輸入輸出電流為正弦、輸入電流畸變率(THD)低、無中間直流儲(chǔ)能環(huán)節(jié)、功率因數(shù)為1等優(yōu)點(diǎn)，很適合用于驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)，組成矩陣變換器-永磁同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(MC-PMSM)。但由于矩陣變換器直接變換的特性，在采用空間矢量調(diào)制策略時(shí)，電網(wǎng)電壓擾動(dòng)會(huì)直接影響矩陣變換器的輸出。電壓不平衡是一種常見的電網(wǎng)電壓擾動(dòng)，會(huì)導(dǎo)致MC的輸出電壓和電流中含有低次諧波，對MC饋電的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，將

2、造成電機(jī)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速出現(xiàn)波動(dòng)；電機(jī)本身參數(shù)攝動(dòng)也會(huì)影響電流環(huán)響應(yīng)，進(jìn)而影響電機(jī)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速輸出。
　　 論文針對MC-PMSM存在的上述問題，深入研究了抑制電網(wǎng)電壓擾動(dòng)對系統(tǒng)輸出影響的控制策略，提出在MC-PMSM驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電流控制器設(shè)計(jì)中引入滑模變結(jié)構(gòu)控制器(SMC)，取代傳統(tǒng)的前饋補(bǔ)償控制與PI控制結(jié)合的方式，以提高系統(tǒng)對電網(wǎng)擾動(dòng)和電機(jī)參數(shù)攝動(dòng)的魯棒性，簡化系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)，節(jié)省成本。
　　 論文首先介紹PMSM矢量控制系統(tǒng)原

3、理及具體實(shí)現(xiàn)。在MC的空間矢量調(diào)制的基礎(chǔ)上，分析電網(wǎng)電壓不平衡對MC輸出的影響，將其轉(zhuǎn)化至永磁同步電機(jī)dq坐標(biāo)系下，視為電機(jī)模型中的一種擾動(dòng)，以建立電壓擾動(dòng)和電機(jī)參數(shù)攝動(dòng)下的永磁同步電機(jī)解耦數(shù)學(xué)模型(擾動(dòng)模型)。針對這一模型，采用趨近律的方法設(shè)計(jì)積分型滑?？刂破?，根據(jù)模型中擾動(dòng)量的上限值，合理選取控制器參數(shù)。為了驗(yàn)證滑模變結(jié)構(gòu)控制的可行性，運(yùn)用數(shù)值仿真的方法，對這種控制策略下電機(jī)的運(yùn)行性能進(jìn)行分析，仿真結(jié)果表明，采用滑?？刂频南到y(tǒng)運(yùn)行良

4、好，可以有效地抑制參數(shù)攝動(dòng)和電網(wǎng)擾動(dòng)對系統(tǒng)電流環(huán)的影響。
　　 最后，在理論研究和仿真分析的基礎(chǔ)上搭建了基于交-直-交變頻器的PMSM矢量控制系統(tǒng)，與實(shí)驗(yàn)室自行研制的MC實(shí)驗(yàn)平臺(tái)相結(jié)合，加入滑模變結(jié)構(gòu)控制算法，完成了對理論分析的驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用SMC的MC-PMSM系統(tǒng)電流環(huán)對于電網(wǎng)電壓擾動(dòng)具有較好的抑制作用，有效地降低了電網(wǎng)電壓不平衡導(dǎo)致的電機(jī)負(fù)載電流中二倍頻諧波含量，從而避免了這種擾動(dòng)對電機(jī)輸出電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的影響，