高功率因数双PWM变频调速系统的研究

论文题目: 高功率因数双PWM变频调速系统的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 控制理论与控制工程

作者: 陈小丽

导师: 林忠岳

关键词: 整流器,单位功率因数,直接电流控制

文献来源: 广西大学

发表年度: 2005

论文摘要: 通用型变频器,由于其整流环节不可控,存在网侧功率因数低、电流谐波大、能量不可逆的缺点。双PWM变频调速系统,在通用变频器的基础上,引进可逆PWM整流器来取代不控整流,能主动地消除变频装置对电网的谐波污染,提高装置的功率因数,节约能源,同时提升变频器的调速性能。双PWM变频调速系统在电路结构和功能上可分为两部分:PWM整流器和PWM逆变器。本文主要针对其中的三相PWM整流器及其控制方法进行了研究。在稳态条件下,分析了电压型PWM整流器四象限运行工作原理,得出关键在于网侧电流控制的结论。在PWM整流器三相静止坐标系数学模型的基础上,引入两相旋转坐标系,推导出两相旋转dq坐标系下的数学模型。分析比较了三相电压型PWM整流器的两种电流控制方法:间接电流控制和直接电流控制。文中,针对直接电流控制,采用双闭环(电压外环和电流内环)控制的设计思路,采样网侧两相电流瞬时值,通过3s/2r坐标变换得到网侧电流的有功分量和无功分量,直接控制网侧电流的相位和幅值。在理论分析的基础上,设计了双PWM变频调速系统的实验装置,包括主电路、控制电路、采样同步电路和保护驱动电路,采用TI公司DSP TMS320F240作为控制器。用DSP汇编语言实现了PWM整流器双闭环控制系统。在此基础上进行了实验研究,并对实验结果进行了分析。

论文目录:

第1章绪论

1.1 背景介绍

1.2 课题的研究现状

1.3 论文的主要工作

第2章双PWM变频调速系统

2.1 双PWM变频调速系统的工作原理

2.2 变频调速基本理论

2.2.1 异步电动机的速度控制方法

2.2.2 变频调速技术

2.2.3 PWM逆变器

2.3 PWM整流器

2.4 电压空间矢量(SVPWM)控制

2.4.1 基本电压空间矢量

2.4.2 电压空间矢量的合成

2.5 本章小结

第3章电压型PWM整流器

3.1 电压型PWM整流器(VSR)理论分析

3.1.1 单相电压型PWM整流器(VSR)工作原理

3.1.2 三相电压型PWM整流器(VSR)工作原理

3.1.3 三相电压型PWM整流器(VSR)的数学模型

3.2 三相VSR电流控制方法

3.2.1 间接电流控制

3.2.2 直接电流控制

3.3 三相VSR双闭环控制系统设计

3.3.1 电流内环控制系统的设计

3.3.2 电压外环控制系统的设计

3.4 本章小结

第4章系统硬件结构与实现

4.1 系统硬件结构

4.2 主电路器件参数选择

4.2.1 直流电压的确定

4.2.2 IPM的选择

4.2.3 交流侧电感的选择

4.2.4 直流环节电容的选择

4.3 信号处理电路

4.3.1 电流采样电路

4.3.2 同步电路

4.3.3 电压检测电路

4.3.4 驱动隔离电路

4.3.5 保护电路

4.4 TMS320F240控制器

4.5 本章小结

第五章系统软件设计与实现

5.1 系统总体软件结构

5.2 SVPWM波形的实现

5.2.1 DSP实现方式

5.2.2 软件编程方法

5.3 过零检测

5.4 坐标变换

5.5 数字PI调节器

5.6 本章小结

第6章实验结果及分析

6.1 实验波形

6.2 实验小结

结论

参考文献

致谢与声明

攻读学位期间发表的学术论文目录

发布时间: 2005-07-21

参考文献

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