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与三相电机相比,多相电机具有许多突出优点,如:容错能力强,相电压幅值低等等。随着多相逆变器的发展,一直制约多相电机发展的多相系统供电问题得到解决。多相电机驱动系统得到越来越广泛的关注,其在船舶和潜艇电力驱动、电动汽车、核电站供电等等方面的应用前景也越来越受到人们重视。 本文研究对象是十五相集中绕组表贴式永磁同步电机,对该类型电机的建模和控制技术进行了研究,主要进行工作如下: 在建模部分,首先,根据十五相集中绕组表贴式永磁同步电机内部电磁特性,建立了该类电机的相变量模型,并分析该模型中电机参数的特点和计算方法。其次,通过广义Clark和广义Park变换得到广义d-q空间内的电机模型,为电机的解耦控制提供基础。最后,通过分析多相电机中性点接法对电机相电压的影响,得到驱动器—电机统一模型。 在驱动控制技术的研究方面,本文主要研究了两种PWM方法,即多相空间电压矢量PWM方法以及多相载波基PWM方法。 在多相电机的空间电压矢量PWM方法(SVPWM)部分,分析和仿真了多相电机传统的最大矢量幅值SVPWM算法(MVM-SVPWM),总结了该方法的优缺点。针对MVM-SVPWM方法电压矢量利用不充分的缺点,提出了最小开关次数可变长矢量幅值SVPWM控制算法(VVM-SVPWM),该方法通过增加待选开关状态并选取新的矢量合成规则,有效减小了逆变器的开关损耗。针对MVM-SVPWM方法谐波电流幅值较大的缺点,提出用分组SVPWM方法驱动十五相电机,有效地消除了SVPWM控制带来的低次电流谐波。 在多相电机的载波基PWM方法(CBPWM)的研究方面,分析并仿真了十五相电机的传统CBPWM方法,总结了该方法的优缺点。针对传统CBPWM方法电压调制系数低的缺点,提出了3次谐波电压注入CBPWM算法,有效提高了CBPWM的电压调制率。针对传统CBPWM方法无法抑制由电机绕组中谐波磁链产生的谐波电流的问题,提出了谐波平面电流控制算法,有效地消除了这类谐波电流。