基于FPGA的五相PMSM驅動控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、本課題以多相永磁同步電動機(PMSM)系統(tǒng)的研制為工程背景，研究了基于FPGA的五相PMSM的驅動控制方法。盡管目前生產的規(guī)?；?、標準化確保了三相電機的經濟性，使得它在未來相當長一段時間內仍將被繼續(xù)使用，但是其在電機驅動系統(tǒng)中的統(tǒng)治地位已經受到了挑戰(zhàn)。在低壓、大功率、高可靠性等應用場合，如核電站循環(huán)水電動機、電動/燃料混合動力車輛、航空航天、電動機車的牽引系統(tǒng)以及海軍艦船電力推進系統(tǒng)等，多相電機系統(tǒng)體現(xiàn)出了遠優(yōu)于三相系統(tǒng)的更好的性能。因

2、此對于多相電機系統(tǒng)的研究受到愈加廣泛的關注，逐漸成為近年來研究的熱點。
　　論文首先對多相繞組的時空諧波磁勢進行了分析，指出繞組內產生旋轉磁勢的時空條件；在此基礎上對正弦繞組和含三次諧波繞組的五相永磁同步電動機進行建模，推導了派克變換矩陣，建立了在旋轉坐標系下的派克方程，為多相電機的控制方法研究提供了理論基礎。
　　其次，通過對五相電機諧波磁勢與數(shù)學模型的分析，對兩種不同結構的五相永磁同步電動機提出了兩種不同的矢量控制方法，

3、對正弦繞組五相永磁同步電動機系統(tǒng)提出了一種改進的控制方法，對含三次諧波繞組五相永磁同步電動機系統(tǒng)提出采用注入三次諧波電流方法提高電機轉矩輸出能力的控制方式，并給出了三次諧波注入的幅值和相位條件。仿真對比分析了兩種控制方法在電機轉矩輸出方面的差別。
　　再次，對兩種不同結構五相永磁同步電動機的矢量控制系統(tǒng)中脈寬調制技術進行了研究。提出對于正弦繞組五相永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)可采用空間矢量脈寬調制(SVPWM)方式，并對傳統(tǒng)的SVP

4、WM方式進行了分析，指出其在電壓利用率及電壓諧波含量上的不足，進而提出一種優(yōu)化的SVPWM算法；對于含三次諧波繞組五相永磁同步電動機矢量控制系統(tǒng)，首先就SVPWM方式在此種控制方式下的適用性進行了分析，指出SVPWM方式無法滿足系統(tǒng)需要，進而提出采用SPWM方式作為脈寬調制方案。
　　最后，設計了含三次諧波繞組五相永磁同步電動機，搭建了五相永磁同步電動機驅動控制系統(tǒng)硬件平臺，編寫了基于FPGA的系統(tǒng)軟件代碼，對論文提出的矢量控制方