论文部分内容阅读
横向磁通永磁电机因其输出转矩密度高、设计灵活、易实现多相多极结构等优点,在低速大转矩电力直驱领域拥有十分良好的应用前景,逐渐成为众多国内外专家研究的热点。但针对横向磁通永磁电机控制系统的研究始终较少,因此本文针对一台四相聚磁型横向磁通永磁电机,进行了矢量控制技术研究,设计搭建了控制系统实验平台。本文详细阐述了新型四相横向磁通永磁电机的结构特点及工作原理,采用三维有限元分析法对电机的磁场以及电感变化规律进行深入分析,拟合出不同负载状况下各相电感表达式,在此基础上,推导出TFPMM在四相静止坐标系下的数学模型并对其准确性进行了校验。针对四相横向磁通永磁电机的特点,提出了基于H桥的四相矢量控制算法,搭建了基于MATLAB的TFPMM矢量控制系统,对其不同负载状态下进行了仿真分析,仿真结果表明该控制策略可有效驱动TFPMM。在原有的矢量控制算法下,进行了TFPMM单相开路和单相短路故障仿真分析,仿真结果表明四相TFPMM具有良好的容错特性。完成了四相横向磁通电机矢量控制系统的硬件和软件设计,对各硬件电路和软件模块进行了详细地分析。搭建了基于四相横向磁通电机的矢量控制系统实验平台,对样机分别在正常运行、单相开路故障、单相短路故障状态下进行了实验验证,实验结果与仿真分析基本一致,验证了理论分析的正确性。