【永磁同步电机缺相故障仿真模型分析案例1400字】

永磁同步电机缺相故障仿真模型分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u31657永磁同步电机缺相故障仿真模型分析案例 129836一、缺相故障检测仿真实现 113517二、永磁同步电机逆变器一相开路故障仿真 413690(一)仿真模型及参数 426773(二)电机系统正常运行的仿真结果 6912TPFS拓扑结构不加PIR控制的仿真结果 723211(四)采用TPFS拓扑结构加PIR控制的仿真分析 9一、缺相故障检测仿真实现本章对前文的仿真方法进行验证，使用matlab/simulink建立PMSM系统逆变器缺相检测仿真模型，永磁同步电机的仿真参数设置为：三相定子电阻都是0.13欧姆，dq轴电感分别是0.0002H，6对磁极，转子磁链是0.03Wb，转子转动惯量是，给定转速500r/min，直流母线电压设置为500V，功率开关频率2000Hz，给定负载转矩，如表4.1所示。永磁同步电机采用矢量控制。电机系统各相参数如表4.1所示。表4.1永磁同步电机仿真参数三相定子电阻dq轴电感极对数转子磁链转子转动惯量给定速度直流母线电压功率开关频率负载转矩图4.1是不带容错控制的PMSM缺相故障检测模型图。图4.2是逆变器及其控制模块，图4.2(b)是逆变器的控制模块，通过constant2输入控制信号，0代表开路，1代表导通。例如，[0,1,1]代表a相发生开路故障，b、c两相正常导通。Constant1是信号输入的时间。constant1=0.15，constant2=[0,1,1]代表0.15秒之前逆变器三相正常运行，在0.15秒a相发生开路故障。图4.1永磁同步电机缺相故障检测仿真模型图逆变器模块逆变器控制模块图4.2逆变器及控制模块(a)三相电流仿真波形(b)电磁转矩仿真波形故障检测信号图4.30.15s逆变器a相开路系统的三相电流、电磁转矩、故障检测信号图4.3是电机在0.15s发生逆变器a相发生开路故障的仿真结果，从图上看出，电流在经过启动过程的振荡后很快稳定，三相定子电流对称。在0.15s逆变器a相开路后，a相电流为0,b相和c相产生畸变。电磁转矩在启动过程中很大，在系统健康运行时电磁转矩等于负载转矩，在故障发生后，电磁转矩中出现二次谐波。PMSM系统健康运行时，故障检测信号是0,0.15s时逆变器a相发生开路故障,检测信号在0.16s变成1，响应时间0.01s。二、永磁同步电机逆变器一相开路故障仿真为了验证本文提出的容错控制方法，使用matlab/simulink建立PMSM系统加TPFS结构逆变器的仿真模型。因为TPFS结构会使电机输出的电压电流和电磁转矩里含有二次谐波，因此设计了PIR控制器来抑制二次谐波。本节对PMSM系统的正常工况、单独使用TPFS结构，使用TPFS结构逆变器加PIR控制器进行了仿真，并分析了三种情况下电机定子三相电流、dq轴电流、电机转速和电磁转矩。仿真模型及参数永磁同步电机的仿真参数设置为：三相定子电阻都是0.13欧姆，dq轴电感分别是0.0002H，6对磁极，转子磁链是0.03Wb，转子转动惯量是，给定转速500r/min，直流母线电压设置为500V，功率开关频率2000Hz，给定负载转矩。图4.4永磁同步电机一相缺相故障容错控制仿真模型图4.5双向晶闸管(二)电机系统正常运行的仿真结果三相电流仿真波形dq轴电流仿真波形(c)给定转速和实际转速仿真波形(d)电磁转矩仿真波形图4.6电机正常运行的仿真结果图4.6为永磁同步电机正常运行时的三相定子电流、dq轴电流、转速和电磁转矩仿真波形。TPFS拓扑结构不加PIR控制的仿真结果(a)三相定子电流仿真波形(b)dq轴电流仿真波形(c)给定转速和实际转速仿真波形(d)电磁转矩仿真波形图4.7电机采用TPFS结构的逆变器后a相缺相仿真结果图4.7为永磁同步电机采用有TPFS容错结构后，逆变器的a相两个开关发生开路故障的仿真结果，从图4.9可以看到，采用TPFS结构的逆变器，a相发生开路故障后，电流的畸变明显，电机转速不能很好的服从给定,波动明显，电磁转矩中出现大量脉动。(四)采用TPFS拓扑结构加PIR控制的仿真分析(a)三相定子电流仿真波形(b)dq轴电流仿真波形(c)给定转速和实际转速仿真波形(