论文题目: 大功率三电平矢量控制系统研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 电力电子与电力传动
作者: 魏学森
导师: 马小亮
关键词: 高压变频器,三电平,控制,矢量控制,磁链观测
文献来源: 天津大学
发表年度: 2005
论文摘要: 国内高压变频主要采用单元串联多电平V/F控制,制动困难限制了其应用范围,主要应用于风机、水泵等节能调速场合,对于一些动态性能有要求的场合,V/F控制系统不能满足需要,通常使用三电平矢量控制或直接转矩控制系统,这一工况基本靠引进国外设备。针对这一现状,加深对高压三电平矢量控制的研究,是解决这一现状的必由之路。本课题得到了广东省重点创新项目基金的资助,项目编号200401292,研究目的是分析大功率三电平矢量控制存在的难题,并提出解决方案。大功率三电平矢量控制难点问题较多,如三电平PWM控制脉冲的快速形成、电压电流检测、磁链观测、输出滤波器对矢量控制影响的补偿问题、数字控制滞后问题等一系列问题需解决。针对三电平高压变频器存在的难点问题,本文主要完成以下工作:在深入研究三电平各种控制方法的基础上,提出三种实现简单、快速性好的基于载波比较PWM控制方法。通过采用不同的载波信号和不同调制波处理方法,可以得到不同的控制方案,并且对死时补偿、控制中点电位以及窄脉冲消除等问题进行深入分析,提出解决方法。分析了大功率矢量控制存在的难题,针对问题,一一提出解决方案:基于∑/△型A/D变换的电压、电流检测能满足平均值采样及中压逆变器的耐压和抗干扰要求;计算等值电机电压、电流和漏感方法解决了逆变器输出滤波对矢量控制的影响;交流电流增量计算方法克服了电势计算中电流微分滞后的困难;改进的电压模型解决了传统电压模型纯积分漂移和滞后问题,电压模型和电流模型平滑过渡解决了低速下磁链观测问题;PI电流调节+预控大大加快了转矩响应。论文最后给出高压三电平变频器系统设计方法,并以TMS320C32为控制核心搭建控制系统,通过实验验证了本文提出各种解决方案的有效性。
论文目录:
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 交流调速技术发展的概况与趋势
1.2 电力电子半导体的发展为高压变频发展提供了物质基础
1.3 国内外高压变频调速发展现状
1.4 本论文的研究意义和创新点
第二章 中点箝位三电平逆变器原理及其控制方法
2.1 三电平 SVPWM 控制
2.2 三电平特定消谐法 SHEPWM
2.3 载波比较PWM 控制算法（I）
2.4 载波比较PWM 控制算法（II）
2.5 载波比较PWM 控制算法（III）
2.6 三电平逆变器死时补偿
第三章 异步机矢量控制原理
3.1 转子磁场定向矢量控制系统原理
3.2 磁链观测器
3.3 电压源逆变器中的电流控制
3.4 矢量控制系统实现方法与速度辨识
第四章 大功率三电平矢量控制系统的特点及问题
4.1 大功率三电平逆变器的特点
4.2 大功率三电平矢量控制的难点问题
第五章 三电平逆变器电压电流检测
1.∑/△变换原理
2.基于∑/△的电压电流测量方法
3.∑/△测量方法测试
第六章 大功率矢量控制中电机磁链观测
6.1 逆变器输出滤波器对矢量控制的影响和对策
6.2 定子电势e_(α1) 和e_(β1) 计算
6.3 改进电压模型
6.4 电压模型和电流模型切换
6.5 系统仿真
第七章 大功率矢量控制系统中的电流调节
7.1 解耦公式推导
7.2 PI+预控
第八章 大功率矢量控制系统实现
8.1 有速度传感器系统实现
8.2 无速度传感器系统实现
第九章 试验装置的设计和试验结果
9.1 大功率三电平变频器主电路设计
9.2 控制系统硬件设计
9.3 控制系统软件设计
9.4 实验设备和仪器说明
9.5 试验波形及分析
第十章 全文总结和展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文
致谢
发布时间: 2007-07-10
参考文献
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- [5].电励磁同步电机双三电平矢量控制系统研究及其应用[D]. 吴轩钦.中国矿业大学2011