本文關(guān)鍵詞：基于軟開(kāi)關(guān)逆變器的無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)研究

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【摘要】：無(wú)刷直流電機(jī)由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、采用電子換向等特點(diǎn),相比傳統(tǒng)的直流電機(jī)具有諸多優(yōu)勢(shì),應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣。但在無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)中,采用硬開(kāi)關(guān)逆變器會(huì)產(chǎn)生較大的開(kāi)關(guān)損耗與電磁干擾問(wèn)題,因此本文將軟開(kāi)關(guān)技術(shù)用于無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)中,以減小硬開(kāi)關(guān)模式下的開(kāi)關(guān)損耗與電磁干擾問(wèn)題。在將軟開(kāi)關(guān)技術(shù)應(yīng)用于無(wú)刷直流電機(jī)控制之后,通過(guò)對(duì)諧振電路的深入分析,提出了通過(guò)諧振電路對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)制的方法并進(jìn)行了仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。首先,對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了推導(dǎo),給出了兩兩導(dǎo)通條件下電機(jī)的等效電路及無(wú)刷直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)條件下的邏輯換向表。之后對(duì)四種典型直流環(huán)節(jié)諧振型逆變器進(jìn)行了分析對(duì)比,說(shuō)明了PRDCLI2型軟開(kāi)關(guān)逆變器的優(yōu)勢(shì)。然后詳細(xì)分析了該種軟開(kāi)關(guān)逆變器結(jié)構(gòu)的工作原理與工作過(guò)程,并在負(fù)載電流恒定的條件下對(duì)其簡(jiǎn)化電路進(jìn)行了仿真,驗(yàn)證了理論分析的正確性。其次,研究了控制時(shí)序變化對(duì)諧振過(guò)程的影響,包括電感充能時(shí)間及LS再次導(dǎo)通時(shí)刻對(duì)諧振過(guò)程的影響,得出了電感充能時(shí)間在大于閾值時(shí)能保證諧振電路正常工作的結(jié)論。之后分別討論了LS的導(dǎo)通時(shí)刻變化、諧振元件參數(shù)變化及負(fù)載電流的變化對(duì)諧振過(guò)程的影響,論證了通過(guò)對(duì)輔助開(kāi)關(guān)管控制時(shí)序的調(diào)節(jié),可以保證參數(shù)在一定范圍內(nèi)變化時(shí)諧振電路仍能正常工作,簡(jiǎn)化了控制方法。研究了母線諧振凹槽的存在造成的輸出偏差電壓的大小,給出了偏差電壓的補(bǔ)償方法。再次,研究了軟開(kāi)關(guān)技術(shù)與無(wú)刷直流電機(jī)的控制相結(jié)合的方法,給出了橋臂開(kāi)關(guān)管零電壓通斷的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。推導(dǎo)了電機(jī)負(fù)載條件下的諧振電路工作過(guò)程,并與恒流源負(fù)載進(jìn)行了對(duì)比,對(duì)零電壓區(qū)間內(nèi)電機(jī)的續(xù)流通路進(jìn)行了說(shuō)明。在上述基礎(chǔ)上建立了基于軟開(kāi)關(guān)逆變器的控制系統(tǒng)仿真模型,對(duì)相關(guān)結(jié)論進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。然后提出了利用諧振電路調(diào)制母線電壓控制無(wú)刷直流電機(jī)的方法,并對(duì)其進(jìn)行了仿真驗(yàn)證以及對(duì)調(diào)制占空比的限制進(jìn)行了相關(guān)推導(dǎo)與說(shuō)明。最后,設(shè)計(jì)了控制電路和功率主電路的原理圖,完成硬件電路的調(diào)試和軟件程序的編寫,實(shí)現(xiàn)了橋臂開(kāi)關(guān)管的零電壓通斷,并對(duì)諧振電路調(diào)壓的控制方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)刷直流電機(jī) 軟開(kāi)關(guān) 直流環(huán)節(jié)并聯(lián)諧振 零電壓開(kāi)關(guān) 三相逆變器
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM33;TM464
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題背景及研究目的和意義9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 軟開(kāi)關(guān)逆變器的發(fā)展現(xiàn)狀10-14
• 1.2.2 軟開(kāi)關(guān)逆變器在無(wú)刷直流電機(jī)中的應(yīng)用14-15
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 第2章 無(wú)刷直流電機(jī)模型與軟開(kāi)關(guān)逆變器分析17-34
• 2.1 引言17
• 2.2 無(wú)刷直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型與驅(qū)動(dòng)方式17-21
• 2.3 典型直流環(huán)節(jié)諧振型逆變器比較21-24
• 2.3.1 諧振直流環(huán)節(jié)逆變器22
• 2.3.2 有源箝位諧振直流環(huán)節(jié)逆變器22-23
• 2.3.3 I型直流環(huán)節(jié)并聯(lián)諧振逆變器23-24
• 2.3.4 II型直流環(huán)節(jié)并聯(lián)諧振逆變器24
• 2.4 PRDCLI2型軟開(kāi)關(guān)逆變器原理分析24-31
• 2.4.1 PRDCLI2型軟開(kāi)關(guān)逆變器簡(jiǎn)化電路25-30
• 2.4.2 諧振過(guò)程與PWM控制方式的結(jié)合30-31
• 2.5 諧振電路參數(shù)設(shè)計(jì)與仿真31-32
• 2.6 本章小結(jié)32-34
• 第3章 PRDCLI2型軟開(kāi)關(guān)逆變器性能研究34-45
• 3.1 引言34
• 3.2 控制時(shí)序變化對(duì)諧振過(guò)程的影響34-37
• 3.2.1 T_1對(duì)諧振過(guò)程的影響34-36
• 3.2.2 S_L再次導(dǎo)通時(shí)刻對(duì)諧振過(guò)程的影響36-37
• 3.3 諧振元件參數(shù)變化對(duì)諧振過(guò)程的影響37-41
• 3.3.1 諧振電感變化對(duì)諧振過(guò)程的影響38-40
• 3.3.2 諧振電容變化對(duì)諧振過(guò)程的影響40-41
• 3.4 負(fù)載電流變化對(duì)諧振過(guò)程的影響41-42
• 3.5 母線零電壓凹槽對(duì)輸出電壓的影響及補(bǔ)償42-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第4章 軟開(kāi)關(guān)逆變器無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)研究45-61
• 4.1 引言45
• 4.2 無(wú)刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)與軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的結(jié)合45-55
• 4.2.1 零電壓開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)過(guò)程45-46
• 4.2.2 電機(jī)負(fù)載對(duì)諧振過(guò)程的影響46-48
• 4.2.3 控制系統(tǒng)仿真與結(jié)果分析48-55
• 4.3 諧振電路調(diào)壓無(wú)刷直流電機(jī)控制方式55-60
• 4.3.1 諧振電路調(diào)壓控制方式55-56
• 4.3.2 仿真驗(yàn)證與結(jié)果分析56-58
• 4.3.3 諧振電壓占空比調(diào)節(jié)的限制58-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 第5章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)61-70
• 5.1 引言61
• 5.2 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)61-64
• 5.2.1 霍爾信號(hào)采集電路61-62
• 5.2.2 輔助諧振環(huán)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)62-63
• 5.2.3 橋臂開(kāi)關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)63-64
• 5.3 軟件設(shè)計(jì)64-65
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)象分析65-69
• 5.4.1 軟開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析65-67
• 5.4.2 諧振電路調(diào)壓實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析67-69
• 5.5 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文75-77
• 致謝77

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王強(qiáng);陳祥雪;劉巖松;王天施;劉曉琴;;直流母線與輔助電路并聯(lián)的諧振直流環(huán)節(jié)軟開(kāi)關(guān)逆變器[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2015年22期

2 王強(qiáng);單瑞香;王天施;劉曉琴;;無(wú)需設(shè)定電感電流閾值的并聯(lián)諧振直流環(huán)節(jié)逆變器[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2015年10期

3 王強(qiáng);陳祥雪;劉巖松;王天施;劉曉琴;;直流母線上無(wú)輔助開(kāi)關(guān)的諧振直流環(huán)節(jié)軟開(kāi)關(guān)逆變器[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2015年09期

4 劉晨;王強(qiáng);;應(yīng)用于高功率領(lǐng)域的改進(jìn)型諧振直流環(huán)節(jié)逆變器[J];電器與能效管理技術(shù);2015年17期

5 王強(qiáng);;新型并聯(lián)諧振直流環(huán)節(jié)零電壓開(kāi)關(guān)逆變器[J];電器與能效管理技術(shù);2015年03期

6 王強(qiáng);王天施;劉曉琴;黃超;黃越;;高頻并聯(lián)諧振直流環(huán)節(jié)軟開(kāi)關(guān)逆變器[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2013年08期

7 馮佳佳;李明;陳少華;;ZCT-PWM電路在無(wú)刷直流電機(jī)中的應(yīng)用[J];微電機(jī);2013年02期

8 王強(qiáng);王天施;;用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的并聯(lián)諧振直流環(huán)節(jié)逆變器[J];電機(jī)與控制學(xué)報(bào);2013年01期

9 楊迎化;謝順依;高洪林;王新華;陳曄;;電機(jī)軟開(kāi)關(guān)逆變控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版);2011年01期

10 景軍鋒;康雪娟;;基于DSP的永磁同步電機(jī)全數(shù)字變頻調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];電機(jī)與控制應(yīng)用;2010年02期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 明正峰;新型諧振過(guò)渡軟開(kāi)關(guān)三相PWM逆變器[D];西安理工大學(xué);2002年

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本文編號(hào)：861149