畢設(shè)論文中期報告

1、本科畢業(yè)論文中期報告畢設(shè)課題高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究學(xué)生姓名謝 濤學(xué)號12108020215班級能源 12-2導(dǎo)師姓名張 虎2016年4 月22 日論文主要內(nèi)容：論文研究的主要內(nèi)容是基于間接磁場定向的多單元串聯(lián)高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)的研究。首先要了解多單元串聯(lián)高壓變頻器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 然后針對多單元串聯(lián)高壓變頻器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特殊性問題， 對該型高壓變頻器的調(diào)制策略進(jìn)行了深入的研究。 通過分析 PWM調(diào)制的基本原理， 對 PWM調(diào)制方法進(jìn)行了詳細(xì)的分析研究。 詳細(xì)地敘述了多載波脈沖的發(fā)生原理、構(gòu)成原則、具體實現(xiàn)方式，提供了一種基于 DSP與 FPGA的多脈沖數(shù)字化實現(xiàn)方法，很好地解決了多單元

2、串聯(lián)高壓變頻器的多脈沖驅(qū)動問題。其次，從矢量控制的基本理論出發(fā)，設(shè)計了基于轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制系統(tǒng)。分析研究了矢量控制的兩個核心問題: 磁通觀測方法和轉(zhuǎn)速辨識方法。在 Matlab/Simulink 中搭建了仿真模型，對系統(tǒng)的性能進(jìn)行了驗證。通過對仿真結(jié)果的分析，表明系統(tǒng)具有良好的動靜態(tài)性能和帶載能力。1一、課題目前進(jìn)展情況（已完成的工作與成果）。1 多單元串聯(lián)高壓變頻器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)ABCO圖 1 兩單元串聯(lián)高壓變頻器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相比于其他拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，雖然多單元串聯(lián)高壓變頻器的整機(jī)系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)復(fù)雜，串聯(lián)的單元數(shù)目多，但是在對高壓電機(jī)調(diào)速的應(yīng)用中，這種變頻器的優(yōu)勢顯而易見。主要優(yōu)點有 :1) 由于輸入側(cè)

3、采用移相變壓器的多重化設(shè)計， 使輸入電流諧波減小， 也降低了對電網(wǎng)的諧波干擾 ;2) 系統(tǒng)中每個功率單元都是采用獨立的直流電源供電， 沒有其他拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)存在的電壓容易不平衡問題 ;3) 輸出電壓臺階為各功率單元的直流目前電壓， 這樣 du/dt 就很小，輸出噪聲低 ;4) 從效率上分析，在電動機(jī)滿載運行時，整機(jī)效率可達(dá)95%以上 ;5) 安全可靠上來看， 當(dāng)功率單元出現(xiàn)故障時， 系統(tǒng)的旁路技術(shù)可把有故障的功率單元旁路掉，不影響電動機(jī)的現(xiàn)場作業(yè)。當(dāng)然，這種結(jié)構(gòu)的不足之處是前端需要龐大的移相變壓器來提供眾多分離的直流電源。2 功率單元所采用的二重化調(diào)制方法1) 在相同的載波頻率下，載波移相 SPWM

4、方法輸出電壓頻率是載波頻率的 N 倍(N 單元串聯(lián)輸出 );2) 在調(diào)制比 M變化時，即輸出頻率變化時，各單元的輸出電壓幅值、頻率和功率器件的開關(guān)頻率能夠保持相同。而其他 PWM調(diào)制方式下，調(diào)制比 M降低，會造成部分單元沒有 PWM輸出，降低了輸出端等效頻率，增加了輸出電壓諧波含量。2圖 2 H 橋功率單元二重化調(diào)制示意圖3 感應(yīng)電機(jī)矢量控制原理分析圖 3感應(yīng)電機(jī)的矢量控制與解耦模型圖111i222iaidcossini33ibiqsincosii0223ic1112223/2變換2s/2r變換首先把感應(yīng)電機(jī)定子側(cè)的交流電流經(jīng)過三相靜止到兩相旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)變換，得到旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的 d,q 軸實際電

5、流分量。 d 軸電流實際值可以求得轉(zhuǎn)子磁通實際值 I' r ，與轉(zhuǎn)子磁通給定值訶的偏差再經(jīng)過磁通環(huán)的PI 調(diào)節(jié)器處理，就可以得到d 軸勵磁電流分量的給定值石，與d 軸電流實際值的偏差再經(jīng)過電流環(huán)的PI 調(diào)節(jié)器處理，可以3得到 d 軸電壓值 U，再通過電壓補償環(huán)節(jié)進(jìn)行d 軸電壓的前饋解藕功能，這樣就得到了 d 軸的電壓分量。感應(yīng)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的給定值可與反饋值C,的偏差經(jīng)過轉(zhuǎn)速環(huán)的PI 調(diào)節(jié)器處理，可以得到q 軸轉(zhuǎn)矩電流分量的給定值Z9 r 與 q 軸電流實際值的偏差再經(jīng)過電流環(huán)的 PI 調(diào)節(jié)器處理，可以得到、軸電壓值 U; ，再通過電壓補償環(huán)節(jié)進(jìn)行 q 軸電壓的前饋解禍功能， 這樣就得到了 q 軸的電壓分量。 再經(jīng)過兩相旋轉(zhuǎn)到三相靜止的坐標(biāo)反變換， 就可以得到三相定子的電壓值， 可以用來經(jīng)過 PWM調(diào)制驅(qū)動三相感應(yīng)電機(jī)。4 普通兩電平逆變器下電機(jī)矢量控制模型圖圖 4感應(yīng)電機(jī)的矢量控制模型圖1510A/5流電子 0定-5-10-1515001000ni500m/r/0速轉(zhuǎn)-500-1000-150000.511.522.533.54