论文摘要
目前,我国电动机的总装机容量已达4亿多千瓦,其用电量约占全国总用电量的60%。由于电动机选型时各种裕量考虑较大,选型容量普遍偏高,节能潜力巨大。在我国火力发电厂中,风机和水泵通常采用高压电动机驱动,风量的调节靠挡板,流量的调节靠阀门,电动机始终处于全速运行状态,这样不仅浪费了大量的电能,还会增加管道的压力损失。实践证明,对于风机、水泵等流体机械来说,如果改用交流电机变频调速装置来调节风量和流量,可节约电能20%-30%。另外,有统计资料表明,约有10%的电动机故障是由于启动的大电流及对绕组的过大电磁力引起的。通过对交流电动机电源的变频改造可以改善启动性能,从而延长电动机的使用寿命,降低企业的生产成本。基于以上原因和实际需要,本文通过矩阵变换得到了异步电机在二相静止和二相旋转坐标系下的数学模型,从而建立了排烟风机的数学模型。结合管网阻力的影响对风机类机械特性曲线进行了修正,得到其简化模型。并把推导出的电动机拖动风机动态数学模型在MATLAB中仿真实现。仿真结果证明该仿真模型能够较真实的反映电机的实际物理模型,具有较高的可信度。其次,本文详细的分析了高压变频器拓扑结构、变压器的连接方式及运行机理。第三,对网侧及输出侧电压、电流的谐波含量作了仿真分析计算。结果表明,多重整流使得系统对电网的谐波污染小；单元串联的电路结构使得输出电压总谐波畸变小,对电动机的危害小；随着电压调制比的降低,输出谐波成分增加；系统全模块化设计,维护方便、简单。最后,用单片机实现正弦脉宽调制和电压空间矢量脉宽调制的方法,实现对异步电机的变频调速。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 课题的背景及意义1.2 变频器技术发展历史1.3 变频器技术国内外研究现状1.3.1 国内研究现状1.3.2 国外研究现状1.4 本文主要研究内容第2章 排烟风机负荷数学模型的建立2.1 排烟风机负荷数学模型的推导2.1.1 负荷中电动机模型的建立2.1.2 排烟风机负荷转矩特性分析2.2 排烟风机负荷仿真分析2.3 本章小结第3章 高压变频器拓扑结构的比较研究3.1 高压变频调速方案3.1.1 高—低—高方案3.1.2 高—低变频方案3.1.3 高—高直接变频方案3.2 常用的高压变频器拓扑结构3.2.1 GTO晶闸管高—高变频器3.2.2 多电平级联型高—高变频器3.2.3 高压IGBT及IGCT高—高变频器3.2.4 直接串联IGBT数字式中压变频器3.3 多电平级联型高压变频器结构的确定第4章 变频器结构设计4.1 整流电路多重联结及谐波分析4.1.1 整流变压器的联结方式设计4.1.2 单元串联网侧谐波分析4.2 变频器移相PWM控制及谐波分析4.3 本章小结第5章 基于PWM变频调速的系统设计5.1 交流调速的脉宽调制（PWM）控制技术5.1.1 正弦波脉宽调制5.1.2 电压空间矢量脉宽调制5.2 PWM调速系统的硬件设计5.2.1 系统总体结构5.2.2 系统主体电路设计5.2.3 系统保护与控制电路设计5.3 PWM调速系统的软件设计5.4 实验结果分析5.5 实际运行结果结论参考文献致谢
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