无刷双馈电机控制策略发展综述
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０ 引 言
无刷 双馈 电机 （ 以下 简称 Ｂ Ｆ 是 在上 世 纪初 Ｄ Ｍ） 由 Ｈ ｎ 和 Ｂ ｏｄ ａ 学 者 ， 自级联 式 无 刷 双 馈 ｕｔ ｒａｗ ｙ等 在 电机 的基 础 上 提 出 来 的 ㈠ ， 具 有 一 套 转 子 绕 组 ｊ 它 和两套 不 同极对 数 的 定子 绕 组 ， 对 于 自级 联 电机 相 简化 了结 构 ， 宽 了应 用 范 围 。Ｂ Ｆ 功率 因数 可 拓 ＤＭ 调； 系统变 频 器容 量 为 电 机 额定 容 量 的 ３ ％ 左 右 ， ０ 降低 了系统 成本 ； 可 作 为 电 动机 又可 作 为 发 电机 既 运行 ； 同时 与传统 有刷 电机 相 比 ， 消 了滑环 和 电刷 取 结 构 ， 系 统 的 可 靠 性 得 到 提 高 ， 此 Ｂ Ｆ 具 有 使 因 ＤＭ 广 阔 的应用 前景 。 国 内外 学者对 Ｂ Ｆ 进 行 了广 泛 的研 究 ， 立 ＤＭ 建 了准确 实用 的数 学 模 型 和等 效 电 路 ～ ， 此 基 础 在 上 针 对 Ｂ Ｆ 提 出 了 多 种 控 制 策 略 ， 标 量 控 ＤＭ 如 制 Ｉ ７、 ｓ ］直接 转矩控 制 － 、 矢量控 制 ¨ 和模糊 控 制 ６等 。 目前 对 Ｂ Ｆ 控 制 策 略 的综 述 论 文 已有 １ ］ ＤＭ 报道 Ｊ但 仅 研 究 部 分 典 型 控 制 策 略 ， 最 新 的发 ， 对 展 尚未进 行 全 面 介 绍 。本 文 在 介 绍 Ｂ Ｆ 结 构 与 ＤＭ 工作 原理 的基 础之 上 ， 全 面地 介 绍 了 当前 国 内外 较 Ｂ Ｆ 控制 策 略 发 展 现 状 ， 针 对 不 同 控 制 策 略 ＤＭ 并 进行 了对 比分 析 ， Ｂ Ｆ 为 Ｄ Ｍ控 制 策 略研 究 提 供 参 考 。
矢 量 控 制 、 糊 控 制 的 发 展 现 状 ， 及 不 同 控 制 策 略 的 适 用 场 合 ， 对 无 刷 双馈 电机 控 制 策 略 的 发 展进 行 了展 望 。 模 以 并 关 键 词 ： 刷 双 馈 电机 ； 作原 理 ； 制 策 略 无 工 控 中 图分 类 号 ： Ｍ３ ３ Ｔ ４ 文 献标 识码 ： Ａ 文章 编 号 ：０４ ７ １ （００ ０ — ０ ９ ０ １０ — ０ ８ ２ １ ） ６ ０ ６ — ５
ｔ ｅ ｓ ａａ ｏｎｒ ｌ ｈ ｃ ｌ ｒｃ ｔｏ ，ｄｉｅ ｔｔ ｒ ｅ ｃ ｎｔｏ ｒ ｃ ｏｑｕ ｏ ｒｌ，ｖ ｃｏ ｏ ｔｏ ｎｄ ｆ ｚ ｙ ｃ ｎ ｒｌ ｈｅ ａ ｐ ｉａｉ ｎ ｏ ｆｅ ｅ ｔｃ ｎｔｏ ｔａｅ ｉｓ Ｄｅ ｅ ｔｒｃ ｎｒ ｌａ ｕ ｚ ｏ ｔｏ ，ｔ ｐ ｌｃ ｔｏ ｆｄｉ ｒ ｎ ｏ ｒｌｓｒ ｔｇｅ ． — ｆ
ｖ ｌｐ ｎ ｒｎ ｓ ｏ ｏ ｔｏ ｔ ｔｇ ｅ ｅ ｅ ａ ｓ ｉ ｕ ｓ ｄ ｅｏ ｉｇ ｔｅ ｄ ｆ ｎ ｒ ｌｓ ａｅ ｉ ｓｗ ｒ ｌｏ ｄ ｓ ｓｅ ． ｃ ｒ ｃ Ｋｅ ｒ ｓ ｂ ｕ ｈ ｅ ｓ ｄ ｕ ｌ— ｅ ｃ ｉｅ； ｐ ｒ ｔｏ ｉｎｃｐ ｅ； ｏ ｔｏ ｔａｅ ｙ ｙ ｗｏ ｄ ： ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｂ ｙ ｆ ｄ ｍａ ｈ ｎ ｏ ｅ ａｉ ｎ ｐｒ ｉ ｌ ｃ ｎ ｒ ｌｓｒ ｔｇ
Ｏｖ ｒ ｉ ｗ ｎ Ｃｏ ｒ ｒ ｔ ｇ ｅ ｆＢｒ ｓ ｌ ｓ ｕｂ ｙ—Ｆｅ ａ ｈ ｎｅ ｅ ｖ ｅ ｏ ｎｔｏｌＳｔ ａ ｅ ｉｓ ｏ ｕ ｈ ｅ ｓ Ｄｏ ｌ － ｄ Ｍ ｃ ｉ ｓ
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电机 转 速与定 转子 绕组 极对 数 、 率 的关系 为 Ｊ 频 ：
：
６ 丝 ０
（） １
Ｐ。 Ｐ 十
式 中 前 取 正 号 表示 控 制 绕 组 与功 率 绕 组 的 电源
相序 相 同 前取 负 号 表 示 两个 绕 组 外 加 电源 相序
…
．
．
堕壁 ．…２ ． ＿ … 宴 …１ 筻 … ０ ６ … ０
…
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一
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ห้องสมุดไป่ตู้
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无刷 双 馈 电机 控 制策 略发 展 综 述
刘航 航 ， 韩 力
（ 庆 大 学 ， 庆 ４０ ４ ） 重 重 ０ ０ ４
摘
要 ： 分 析 无 刷 双 馈 电机 结 构 与工 作 原 理 的 基 础 上 ， 细 介 绍 了 无 刷 双 馈 电机 标 量 控 制 、 接 转 矩 控 制 、 在 详 直
套极 数不 同 的绕 组 ， 此 相 彼 互 独 立 。 其 中 一 套 绕 组 是 接 三相 工 频 电源 ． 的 功 率 绕 组 ， 对 数 为 Ｐ ； 一 套 极 另 绕 组 是 接 变 频 电源 ． 的 控 制绕 组 ， 对 数 为 Ｐ ； 子 极 转 结 构具 备 “ 数 转 换 器 ” 图 １ 无刷双馈电机示意图 极 功 能 。运行 时转 差 功率通 过 定 子 绕 组 输 入 输 出 ， 以实 现无 刷 双馈 功 能 。一般 情 况 下 ≠ ， 态 运 行 时 稳
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０ 引 言
无刷 双馈 电机 （ 以下 简称 Ｂ Ｆ 是 在上 世 纪初 Ｄ Ｍ） 由 Ｈ ｎ 和 Ｂ ｏｄ ａ 学 者 ， 自级联 式 无 刷 双 馈 ｕｔ ｒａｗ ｙ等 在 电机 的基 础 上 提 出 来 的 ㈠ ， 具 有 一 套 转 子 绕 组 ｊ 它 和两套 不 同极对 数 的 定子 绕 组 ， 对 于 自级 联 电机 相 简化 了结 构 ， 宽 了应 用 范 围 。Ｂ Ｆ 功率 因数 可 拓 ＤＭ 调； 系统变 频 器容 量 为 电 机 额定 容 量 的 ３ ％ 左 右 ， ０ 降低 了系统 成本 ； 可 作 为 电 动机 又可 作 为 发 电机 既 运行 ； 同时 与传统 有刷 电机 相 比 ， 消 了滑环 和 电刷 取 结 构 ， 系 统 的 可 靠 性 得 到 提 高 ， 此 Ｂ Ｆ 具 有 使 因 ＤＭ 广 阔 的应用 前景 。 国 内外 学者对 Ｂ Ｆ 进 行 了广 泛 的研 究 ， 立 ＤＭ 建 了准确 实用 的数 学 模 型 和等 效 电 路 ～ ， 此 基 础 在 上 针 对 Ｂ Ｆ 提 出 了 多 种 控 制 策 略 ， 标 量 控 ＤＭ 如 制 Ｉ ７、 ｓ ］直接 转矩控 制 － 、 矢量控 制 ¨ 和模糊 控 制 ６等 。 目前 对 Ｂ Ｆ 控 制 策 略 的综 述 论 文 已有 １ ］ ＤＭ 报道 Ｊ但 仅 研 究 部 分 典 型 控 制 策 略 ， 最 新 的发 ， 对 展 尚未进 行 全 面 介 绍 。本 文 在 介 绍 Ｂ Ｆ 结 构 与 ＤＭ 工作 原理 的基 础之 上 ， 全 面地 介 绍 了 当前 国 内外 较 Ｂ Ｆ 控制 策 略 发 展 现 状 ， 针 对 不 同 控 制 策 略 ＤＭ 并 进行 了对 比分 析 ， Ｂ Ｆ 为 Ｄ Ｍ控 制 策 略研 究 提 供 参 考 。
矢 量 控 制 、 糊 控 制 的 发 展 现 状 ， 及 不 同 控 制 策 略 的 适 用 场 合 ， 对 无 刷 双馈 电机 控 制 策 略 的 发 展进 行 了展 望 。 模 以 并 关 键 词 ： 刷 双 馈 电机 ； 作原 理 ； 制 策 略 无 工 控 中 图分 类 号 ： Ｍ３ ３ Ｔ ４ 文 献标 识码 ： Ａ 文章 编 号 ：０４ ７ １ （００ ０ — ０ ９ ０ １０ — ０ ８ ２ １ ） ６ ０ ６ — ５
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电机 转 速与定 转子 绕组 极对 数 、 率 的关系 为 Ｊ 频 ：
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６ 丝 ０
（） １
Ｐ。 Ｐ 十
式 中 前 取 正 号 表示 控 制 绕 组 与功 率 绕 组 的 电源
相序 相 同 前取 负 号 表 示 两个 绕 组 外 加 电源 相序
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无刷 双 馈 电机 控 制策 略发 展 综 述
刘航 航 ， 韩 力
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摘
要 ： 分 析 无 刷 双 馈 电机 结 构 与工 作 原 理 的 基 础 上 ， 细 介 绍 了 无 刷 双 馈 电机 标 量 控 制 、 接 转 矩 控 制 、 在 详 直
套极 数不 同 的绕 组 ， 此 相 彼 互 独 立 。 其 中 一 套 绕 组 是 接 三相 工 频 电源 ． 的 功 率 绕 组 ， 对 数 为 Ｐ ； 一 套 极 另 绕 组 是 接 变 频 电源 ． 的 控 制绕 组 ， 对 数 为 Ｐ ； 子 极 转 结 构具 备 “ 数 转 换 器 ” 图 １ 无刷双馈电机示意图 极 功 能 。运行 时转 差 功率通 过 定 子 绕 组 输 入 输 出 ， 以实 现无 刷 双馈 功 能 。一般 情 况 下 ≠ ， 态 运 行 时 稳