矩陣式變換器驅(qū)動六相永磁同步電機控制研究.pdf

1、變頻器技術(shù)在現(xiàn)代電力推進船舶中處于較為核心的地位，但目前應用于其中的變頻器技術(shù)均存在一定缺陷。如周波變換器輸出頻率受到限制，普通交—直—交變換器因需要中間儲能環(huán)節(jié)而功率密度低，且能量不能雙向流動。矩陣式變換器作為一種新型變換技術(shù)，由于其本身拓撲結(jié)構(gòu)及運行原理，有功率密度高、輸入輸出特性好、能夠?qū)崿F(xiàn)四象限運行等優(yōu)良特性，在船舶電力推進系統(tǒng)中存在巨大潛力。理論上，三相——三相矩陣式變換器的最大缺陷是電壓利用率不高，而采用多相電機驅(qū)動系統(tǒng)是解

2、決低壓大功率瓶頸的有效途徑之一。本文的核心思想是將多相電機與矩陣式變換器聯(lián)合，結(jié)合雙方優(yōu)點并彌補矩陣式變換器輸入電壓利用率低的缺陷。非對稱六相永磁同步電機較普通三相電機具有冗余性好、可靠性高等優(yōu)點，與十二相、十五相電機相比具有制造難度低，變頻器控制簡單等特點，總體上比較適合電力推進船舶的技術(shù)需求。開展矩陣式變換器、非對稱六相永磁同步電機及二者的結(jié)合研究對于船舶電力推進系統(tǒng)既有學術(shù)價值也有現(xiàn)實意義。本文著重于矩陣式變換器雙空間矢量調(diào)制策略

3、、非對稱六相永磁同步電機矢量控制、矩陣式變換器與非對稱六相永磁同步電機組合控制的研究，主要進行了以下工作：
　　1）調(diào)研了電力推進船舶中變頻器技術(shù)現(xiàn)狀，分析了各項現(xiàn)有技術(shù)優(yōu)缺點，并提出在未來電力推進船舶發(fā)展趨勢下，矩陣式變換器將有廣闊及廣泛的使用前途的觀點。同時，調(diào)研了多相永磁同步電機的研究現(xiàn)狀以及其在電力推進船舶中的應用。
　　2）介紹了矩陣式變換器的原理、雙空間矢量調(diào)制理論及其實現(xiàn)方法，從數(shù)學上證明了三相——三相矩陣式變

4、換器電壓使用率不能超過0.866的弊端以及功率因數(shù)可調(diào)節(jié)的優(yōu)點，論證了矩陣式變換器雙空間調(diào)制策略的合理性，設計了帶有阻尼電阻的輸入濾波器。驗證了其變壓變頻、功率因數(shù)可調(diào)（超前，滯后，單位功率因數(shù)）等優(yōu)良特性。
　　3）介紹了非對稱六相永磁同步電機的結(jié)構(gòu)、原理、數(shù)學方程以及其矢量控制原理，并完成了其矢量控制模型，依照某實際電機參數(shù)，進行了相關仿真實驗，驗證了矢量控制對轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩控制的準確性與快速性。
　　4）通過移相變壓器將三