虛擬電機系統(tǒng)作為一種可以模擬電機的電壓、電流等端口特性的電力電子負載,為電機驅(qū)動電源的開發(fā)與測試提供了新的測試手段,在新能源汽車、軌道交通以及工業(yè)制造等領(lǐng)域有著良好的應用前景。虛擬電機系統(tǒng)具備全數(shù)字系統(tǒng)的靈活性以及傳統(tǒng)電機測試平臺的實時性和可靠性,因此它的開發(fā)逐漸受到重視。為了實現(xiàn)對電機復雜工況的模擬,本文選擇背靠背兩電平變換器拓撲的虛擬電機系統(tǒng)。分別從“考慮故障特性模擬的兩電平變換器控制算法設計”和“電能的高質(zhì)量回饋”兩方面展開研究,以期提升虛擬電機系統(tǒng)對復雜工況的適應性,充分發(fā)揮其優(yōu)良性能。交流電機運行工況復雜,需考慮暫態(tài)以及故障狀態(tài),針對數(shù)學建模和特性實時模擬存在困難等問題,在對交流電機進行建模時,考慮到了定子繞組匝間短路這一典型故障,隨后對比了不同數(shù)值計算方法的求解結(jié)果,選擇四階龍格庫塔法作為數(shù)值計算方法;考慮到電機暫態(tài)電流和故障電流的特性,電機電流跟蹤則使用準比例諧振控制器,并進一步考慮到實際的數(shù)字控制延時,在保障系統(tǒng)穩(wěn)定性的前提下,以盡可能提高系統(tǒng)帶寬和動態(tài)響應能力為目標完成了參數(shù)設計。為了實現(xiàn)電能的高質(zhì)量回饋,首先分析了虛擬電機系統(tǒng)模擬電機暫態(tài)過程和故障狀態(tài)造成的直流側(cè)電... 

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 虛擬電機系統(tǒng)研究綜述
        1.2.1 虛擬電機系統(tǒng)拓撲
        1.2.2 虛擬電機系統(tǒng)控制策略
        1.2.3 能量回饋控制策略
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
第2章 虛擬電機系統(tǒng)數(shù)學建模及電路參數(shù)設計
    2.1 虛擬電機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及數(shù)學建模
        2.1.1 三相靜止坐標系下的虛擬電機系統(tǒng)功率主電路數(shù)學建模
        2.1.2 同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的虛擬電機系統(tǒng)功率主電路數(shù)學建模
    2.2 虛擬電機系統(tǒng)功率主電路參數(shù)設計
        2.2.1 進線電感參數(shù)設計
        2.2.2 線性工作范圍分析
        2.2.3 直流穩(wěn)壓電容參數(shù)設計
第3章 電機負載模擬及其控制
    3.1 交流電機實時仿真器
        3.1.1 交流電機數(shù)學建模
        3.1.2 交流電機數(shù)值計算
    3.2 電機模擬控制器設計
    3.3 仿真結(jié)果分析
        3.3.1 不考慮故障狀態(tài)的虛擬電機系統(tǒng)仿真
        3.3.2 考慮故障狀態(tài)的虛擬電機系統(tǒng)仿真
第4章 能量回饋設計
    4.1 能量回饋變換器電能質(zhì)量影響因素分析
        4.1.1 虛擬電機系統(tǒng)模擬電機故障狀態(tài)
        4.1.2 虛擬電機系統(tǒng)模擬電機暫態(tài)過程
    4.2 能量回饋控制器設計
        4.2.1 饋能電流諧波抑制策略
        4.2.2 鎖相環(huán)研究
        4.2.3 能量回饋控制參數(shù)設計
    4.3 仿真結(jié)果分析
        4.3.1 鎖相環(huán)功能仿真
        4.3.2 能量回饋變換器基本功能仿真
        4.3.3 功率前饋策略仿真分析
第5章 虛擬電機系統(tǒng)實驗驗證
    5.1 虛擬電機系統(tǒng)實驗平臺設計
        5.1.1 虛擬電機系統(tǒng)實驗平臺總體結(jié)構(gòu)
        5.1.2 虛擬電機系統(tǒng)實驗平臺硬件電路
        5.1.3 虛擬電機系統(tǒng)實驗平臺軟件設計
    5.2 虛擬電機系統(tǒng)實驗結(jié)果分析
        5.2.1 三相鎖相環(huán)實驗實現(xiàn)
        5.2.2 電機端口特性模擬實驗
第6章 總結(jié)與展望
參考文獻
作者簡歷
在校期間所取得科研成果



本文編號：3679319