高速電動(dòng)機(jī)的研究目前正成為國(guó)際電工領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。高速電動(dòng)機(jī)可直接驅(qū)動(dòng)高速負(fù)載,避免中間機(jī)械傳動(dòng)裝置造成的損失,提高整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。由于其高轉(zhuǎn)速,每分鐘的轉(zhuǎn)速可達(dá)到數(shù)萬(wàn)轉(zhuǎn)甚至數(shù)十萬(wàn)轉(zhuǎn),同時(shí)高速電動(dòng)機(jī)功率密度大,幾何形狀比相同輸出功率水平的中速和低速電機(jī)小得多,因此可以有效地節(jié)省材料,降低成本。而高速電動(dòng)機(jī)一般由變頻器供電,供電系統(tǒng)諧波較大,致使電機(jī)溫升較高,同時(shí)高速電動(dòng)機(jī)電流的諧波較大,對(duì)電機(jī)損害較大,故而高速電動(dòng)機(jī)諧波抑制成為現(xiàn)在研究熱點(diǎn)。本文主要以五電平變頻器為核心,輔助濾波電路,搭建高速電動(dòng)機(jī)諧波抑制控制系統(tǒng),最終實(shí)現(xiàn)高速電動(dòng)機(jī)諧波抑制,從而使高速電動(dòng)機(jī)定子電流更接近正弦。首先,分析高速電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn),并建立數(shù)學(xué)模型;研究ANPC五電平逆變器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);分析拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征和與其輸出五個(gè)電平對(duì)應(yīng)的八個(gè)開關(guān)狀態(tài)關(guān)系;本質(zhì)上分析中點(diǎn)電位波動(dòng);搭建基于濾波電路的高速電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng),進(jìn)行高速電動(dòng)機(jī)幅頻特性分析以及參數(shù)計(jì)算。其次,對(duì)ANPC五電平逆變器SVPWM技術(shù)進(jìn)行深入研究。根據(jù)ANPC五電平逆變器的特點(diǎn)及其空間矢量模型,研究一種基于線電壓坐標(biāo)系的SVPWM控制算法,簡(jiǎn)化基本矢量對(duì)應(yīng)動(dòng)作時(shí)間的求解過(guò)程,優(yōu)化基本矢量的計(jì)算方法;分析五電平逆變器在512個(gè)開關(guān)組合模式下所形成的10種電容充放電回路,并且依據(jù)不同回路的特性建立空間電壓矢量表,通過(guò)查表,可以看到125個(gè)空間電壓矢量對(duì)中點(diǎn)電位的影響。在此基礎(chǔ)上,提出一種基于SVPWM技術(shù)的中點(diǎn)電位平衡控制策略,并在不同調(diào)制度下通過(guò)仿真驗(yàn)證該策略的有效性。最后,進(jìn)行高速電動(dòng)機(jī)變頻器諧波抑制控制系統(tǒng)仿真建模,對(duì)未加濾波器時(shí)高速電動(dòng)機(jī)定子電流和加濾波器時(shí)高速電動(dòng)機(jī)定子電流對(duì)比分析,證明濾波電路的可行性,同時(shí)在不同調(diào)制度下進(jìn)行中點(diǎn)電位控制,證明提出的控制方法的有效性,最后在不同調(diào)制度下根據(jù)高速電動(dòng)機(jī)定子電流畸變率驗(yàn)證高速電動(dòng)機(jī)變頻器低諧波控制系統(tǒng),證明高速電動(dòng)機(jī)低諧波控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。
【學(xué)位單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM355
【部分圖文】：

圖 3.7 線電壓坐標(biāo)系下七類三角形Fig. 3.7 Seven types of triangles in the line-voltage coordinate system表 3.11 電平編號(hào)與開關(guān)組合Tab. 3.11 Combination of level number and switch電平編號(hào) 開關(guān)組合121 V1V3V1121 V1V3V2121 V2V3V1121 V2V3V2121 V1V4V1121 V2V4V1121 V1V4V2121 V2V4V2 L 為矢量序列的編號(hào)，其由 1 開始編排，依次遞增，根據(jù)空間電壓矢方法可得出圖 3.8，根據(jù)上節(jié)各個(gè)矢量對(duì)中點(diǎn)電位的影響，則可列出矢電位特性。如表 3.12。010121232110221332

第4章 高速電動(dòng)機(jī)變頻器低諧波控制系統(tǒng)仿真4.1 高速電動(dòng)機(jī)變頻器低諧波控制系統(tǒng)仿真模型為了驗(yàn)證上述控制方法是否成立，根據(jù)上文得出的原理公式，搭建了高變頻器低諧波控制系統(tǒng)，仿真如下圖 4.1 所示。高速電動(dòng)機(jī)其參數(shù)如下：NP =17kW；額定電壓NU =380V；額定轉(zhuǎn)速Nn =12000r/ min；額定頻率Nf =2對(duì)數(shù)1P ；額定電流N18.7AI ；定子電阻N18.7AI ；直軸電感d=2.95mL電感qL =2.95mH。高速電動(dòng)機(jī)變頻器低諧波控制系統(tǒng)仿真模型主要由交-直-交五電平變頻模型，二階濾波電路模型，V/F 控制模型，SVPWM 控制模型組成[43-46]。沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文

通過(guò)上述函數(shù)可得出三相調(diào)制信號(hào)，之后接五電平 SVPWM 控制策略，得出一系列脈沖信號(hào)，由不同開關(guān)管的通斷形成幅值和頻率可調(diào)的三相電壓，如圖 4.2。圖 4.2 轉(zhuǎn)速開環(huán)控制方式Fig. 4.2 Speed open-loop control mode
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