本文選題：永磁同步電機(jī)　切入點(diǎn)：無電解電容功率變換器　出處：《江蘇大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：永磁同步電機(jī)傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中電解電容壽命低,可靠性差,是系統(tǒng)發(fā)生故障的主要因素。采用薄膜電容替代電解電容的無電解電容技術(shù)可以顯著提高系統(tǒng)的壽命和可靠性,是目前電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)方向之一。但是它存在系統(tǒng)脈動(dòng)能量難以抑制,電網(wǎng)電能質(zhì)量與電機(jī)運(yùn)行性能無法兼顧的缺點(diǎn)。為解決上述問題,本文提出一種無電解電容功率變換器,該電路具備功率因數(shù)校正功能,電網(wǎng)側(cè)滿足IEC61000-3-2標(biāo)準(zhǔn)中諧波和功率因數(shù)的相關(guān)指標(biāo);通過有源功率解耦電路能夠有效降低母線電壓的波動(dòng)量,保持永磁同步電機(jī)良好的靜動(dòng)態(tài)性能;同時(shí)其直流母線電壓與電網(wǎng)電壓峰值基本相等,可避免現(xiàn)存無電解電容功率變換器成本增加的問題。論文主要工作如下:首先,分析了電解電容的缺陷,以及采用電解電容功率變換器可能存在的問題;討論了采用薄膜電容替代電解電容的可行性和實(shí)用性。從控制策略的改進(jìn)和新拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究?jī)蓚�(gè)方面,介紹了國(guó)內(nèi)外無電解電容技術(shù)研究現(xiàn)狀。其次,介紹了永磁同步電機(jī)的分類、發(fā)展歷史和應(yīng)用場(chǎng)合。分析了坐標(biāo)變換原理,建立了不同坐標(biāo)系下永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,闡述了矢量控制原理。然后,提出了一種新的無電解電容功率變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),分析了其工作原理,推導(dǎo)了包括母線電壓、功率器件電壓應(yīng)力、電容、電感等關(guān)鍵參數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式;從功率因數(shù)校正和電機(jī)控制兩個(gè)方面,闡述了本文提出的無電解電容功率變換器的控制策略,研究了一種電壓前饋的電機(jī)控制方法,從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)靜動(dòng)態(tài)性能的顯著提高,同時(shí)兼顧電網(wǎng)側(cè)電能質(zhì)量。最后,搭建以TMS320F28335為核心控制芯片的系統(tǒng)硬件平臺(tái),編寫了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的軟件控制程序。在此基礎(chǔ)上,通過仿真和實(shí)驗(yàn)對(duì)本文提出的無電解電容功率變換器進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果均表明:本文提出的無電解電容功率變換器可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)較高的功率因數(shù)、電流諧波滿足IEC61000-3-2標(biāo)準(zhǔn)以及優(yōu)良的電機(jī)性能。最后,比較了傳統(tǒng)升壓型功率變換器和本文提出的無電解電容功率變換器的成本和體積,驗(yàn)證了本文提出的無電解電容功率變換器的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性。
[Abstract]:In the traditional drive system of permanent magnet synchronous motor (PMSM), the electrolytic capacitance life is low and the reliability is poor, which is the main factor for the fault of the system. It is one of the hot research directions of motor drive system at present, but it has the shortcoming that it is difficult to restrain the pulsating energy of the system, and the power quality of the power grid can not be balanced with the running performance of the motor. In order to solve the above problems, In this paper, a non-electrolytic capacitor power converter is proposed. The circuit has the function of power factor correction, and the power side meets the requirements of harmonics and power factor in IEC61000-3-2 standard. The active power decoupling circuit can effectively reduce the fluctuation of bus voltage and maintain the excellent static and dynamic performance of PMSM, and its DC bus voltage is basically equal to the peak value of grid voltage. The main work of this paper is as follows: firstly, the defects of electrolytic capacitance and the possible problems of using electrolytic capacitor power converter are analyzed. The feasibility and practicability of using thin film capacitance to replace electrolytic capacitance are discussed. From the aspects of improvement of control strategy and study of new topology, the research status of electrolytic capacitance technology at home and abroad is introduced. This paper introduces the classification, development history and application of permanent magnet synchronous motor, analyzes the principle of coordinate transformation, establishes the mathematical model of permanent magnet synchronous motor in different coordinate systems, and expounds the principle of vector control. A new topology of electrolytic capacitive power converter is presented, and its working principle is analyzed. The mathematical expressions of key parameters, such as bus voltage, voltage stress of power device, capacitance, inductance and so on, are derived. From two aspects of power factor correction and motor control, the control strategy of electrolytic capacitor power converter proposed in this paper is described. A voltage feedforward motor control method is studied, so that the static and dynamic performance of the motor can be improved remarkably. Finally, the system hardware platform with TMS320F28335 as the core control chip is built, and the software control program of the drive system is compiled. The simulation and experiment are carried out to verify the proposed non-electrolytic capacitor power converter. The results show that the proposed non-electrolytic capacitor power converter can achieve high power factor of the system. Current harmonics meet IEC61000-3-2 standard and excellent motor performance. Finally, the cost and volume of traditional boost power converter and electrolytic capacitive power converter proposed in this paper are compared. The practicability and economy of the proposed non-electrolytic capacitor power converter are verified.
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM341;TM46

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 趙楠楠;王高林;朱良紅;張國(guó)柱;袁碧荷;徐殿國(guó);;基于逆變器功率調(diào)節(jié)的永磁電機(jī)無電解電容控制策略[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2016年S1期

2 李俊;王宏;童超;;大容量鋁電解電容器可靠性設(shè)計(jì)方法及其應(yīng)用研究[J];機(jī)電工程技術(shù);2016年05期

3 吳玉章;;永磁同步電機(jī)在電梯系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];通訊世界;2016年02期

4 劉慶;;高速異步電機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)分析[J];產(chǎn)業(yè)與科技論壇;2015年11期

5 周玉斐;黃文新;趙健伍;;單相交流輸入的無電解電容抽頭電感單級(jí)升壓逆變器在交流調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2014年12期

6 馮憲軍;;永磁同步電動(dòng)機(jī)原理、試驗(yàn)及應(yīng)用[J];黑龍江科技信息;2012年29期

7 王舒;阮新波;姚凱;葉志紅;;無電解電容無頻閃的LED驅(qū)動(dòng)電源[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2012年04期

8 尹樺;李瑯;;關(guān)于江西省稀土永磁產(chǎn)業(yè)發(fā)展的初步思考[J];科技廣場(chǎng);2011年12期

9 朱瑛;程明;花為;;電流控制策略及凸極系數(shù)對(duì)IPM電機(jī)的影響[J];微電機(jī);2010年09期

10 吳芳;萬山明;黃聲華;;一種過調(diào)制算法及其在永磁同步電動(dòng)機(jī)弱磁控制中的應(yīng)用[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2010年01期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 鄧歆;異步電機(jī)全階磁鏈觀測(cè)器的設(shè)計(jì)分析及其應(yīng)用研究[D];華中科技大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 曲立志;基于無電解電容驅(qū)動(dòng)器的空調(diào)永磁電機(jī)控制策略研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 黃安時(shí);無刷直流啟動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];東南大學(xué);2015年

3 宋雙翼;調(diào)速永磁同步電機(jī)仿真及性能改進(jìn)研究[D];山東大學(xué);2015年

4 周星野;無電解電容逆變器驅(qū)動(dòng)下的永磁同步電機(jī)的應(yīng)用研究[D];南京航空航天大學(xué);2015年

5 趙健伍;抽頭電感型單級(jí)升壓逆變器及其電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用研究[D];南京航空航天大學(xué);2013年

6 郝龍;永磁同步電機(jī)無速度傳感器矢量控制[D];哈爾濱工程大學(xué);2011年

7 丁強(qiáng);永磁同步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)弱磁控制策略研究[D];中南大學(xué);2010年

8 陳巨龍;一種三相雙開關(guān)功率因數(shù)校正電路的研究[D];華中科技大學(xué);2007年

9 伍永福;稀土電解槽的仿真模擬及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];內(nèi)蒙古科技大學(xué);2007年

10 顧寶龍;基于DSP的三相有源功率因數(shù)校正研究與設(shè)計(jì)[D];東華大學(xué);2006年

，

本文編號(hào)：1558118