發(fā)布時(shí)間：2017-10-29 09:05

  本文關(guān)鍵詞：基于MMC的電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)控制策略研究

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【摘要】：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,人們對(duì)電能的需求量日益增加,合理利用電能也變得更加迫切。電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的用電量在全社會(huì)用電總量中占了較大比重,研究合理的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以其高效的控制方法對(duì)于節(jié)約電能是有著重要意義的,而模塊化多電平換流器(MMC)憑借其在多電平領(lǐng)域的諸多優(yōu)勢(shì),受到了專(zhuān)家學(xué)者們的廣泛關(guān)注,將其應(yīng)用到電機(jī)控制領(lǐng)域?qū)⑹且粋�(gè)不錯(cuò)的思路。首先,根據(jù)模塊化多電平換流器的電路結(jié)構(gòu)及其子模塊的工作狀態(tài),建立了等效電路,詳細(xì)闡述了工作原理和子模塊電容電壓的控制方法,并推導(dǎo)得到了子模塊電容電壓和環(huán)流表達(dá)式,在此基礎(chǔ)上,深入研究了減小子模塊電容電壓波動(dòng)幅度的方法和優(yōu)化MMC冗余模塊配置的方法。其次,確定了基于MMC的電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),研究了整流側(cè)MMC和逆變側(cè)MMC的控制方法,在此基礎(chǔ)上,詳細(xì)敘述了模塊化多電平換流器的預(yù)充電方法,并提出了一種快速、有效且適用于背靠背式MMC換流器結(jié)構(gòu)的預(yù)充電方法。然后,在PSCAD軟件中搭建了基于MMC的電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的仿真模型,結(jié)果表明：當(dāng)充電時(shí),充電瞬間的沖擊電流小,且所有子模塊電容電壓快速、平衡上升到目標(biāo)值；當(dāng)正常運(yùn)行時(shí),整流側(cè)功率因數(shù)高,且輸出波形質(zhì)量較好,而逆變側(cè)帶電機(jī)負(fù)載工作,動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快,子模塊電容電壓穩(wěn)定,從而驗(yàn)證了控制方法的可行性。最后,確定了控制系統(tǒng)的整體框架結(jié)構(gòu),并對(duì)其進(jìn)行了軟硬件設(shè)計(jì),搭建了三相實(shí)驗(yàn)平臺(tái),完成了樣機(jī)實(shí)驗(yàn),分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方法的可行性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：模塊化多電平換流器 電容電壓控制 電容電壓波動(dòng) 冗余模塊配置 電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng) 預(yù)充電 PSCAD
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM921
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 課題研究背景及意義8
• 1.2 多電平發(fā)展概述8-11
• 1.2.1 二極管鉗位型換流器9-10
• 1.2.2 電容鉗位型換流器10
• 1.2.3 H橋級(jí)聯(lián)型換流器10-11
• 1.3 模塊化多電平換流器概述11
• 1.4 電機(jī)控制策略概述11-13
• 1.4.1 V/F控制11
• 1.4.2 矢量控制11-12
• 1.4.3 直接轉(zhuǎn)矩控制12-13
• 1.5 課題主要研究?jī)?nèi)容13-14
• 第二章 模塊化多電平換流器14-58
• 2.1 模塊化多電平換流器電路結(jié)構(gòu)14-15
• 2.2 模塊化多電平換流器運(yùn)行機(jī)理15-16
• 2.3 模塊化多電平換流器電容電壓控制方法16-30
• 2.3.1 基于電容電壓排序的直接調(diào)制方法16-17
• 2.3.2 基于載波移相的分層控制方法17-24
• 2.3.3 仿真分析與驗(yàn)證24-30
• 2.4 模塊化多電平換流器電容電壓波動(dòng)與環(huán)流分析30-39
• 2.4.1 等效開(kāi)關(guān)函數(shù)30-31
• 2.4.2 電容電壓波動(dòng)31-32
• 2.4.3 環(huán)流分析32-35
• 2.4.4 二次環(huán)流計(jì)算35-37
• 2.4.5 仿真分析與驗(yàn)證37-39
• 2.5 模塊化多電平換流器低頻控制方法39-49
• 2.5.1 正弦波法40-42
• 2.5.2 方波法42-43
• 2.5.3 占空比法43
• 2.5.4 仿真分析與驗(yàn)證43-49
• 2.6 模塊化多電平換流器模塊冗余配置方法49-56
• 2.6.1 模塊冗余保護(hù)方案50
• 2.6.2 模塊冗余配置方法50-56
• 2.7 本章小結(jié)56-58
• 第三章 基于MMC的電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)58-68
• 3.1 基于MMC的電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)58
• 3.2 基于MMC的電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)控制策略58-64
• 3.2.1 MMC整流側(cè)的控制策略58-60
• 3.2.2 MMC逆變側(cè)的控制策略60-64
• 3.3 基于MMC的電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)預(yù)充電方法64-67
• 3.3.1 MMC傳統(tǒng)預(yù)充電方法64-66
• 3.3.2 MMC簡(jiǎn)化預(yù)充電方法66-67
• 3.4 本章小結(jié)67-68
• 第四章 基于MMC的電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)仿真分析68-78
• 4.1 基于MMC的電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)預(yù)充電方法仿真68-70
• 4.2 基于MMC的電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)控制策略仿真70-77
• 4.3 本章小結(jié)77-78
• 第五章 基于MMC的電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)研究78-94
• 5.1 控制系統(tǒng)的整體框架78-79
• 5.2 控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)79-84
• 5.2.1 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)79-83
• 5.2.2 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)83-84
• 5.3 樣機(jī)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果84-93
• 5.3.1 樣機(jī)參數(shù)84
• 5.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果84-93
• 5.4 本章小結(jié)93-94
• 第六章 總結(jié)與展望94-96
• 6.1 總結(jié)94-95
• 6.2 展望95-96
• 致謝96-97
• 參考文獻(xiàn)97-101
• 附錄101-102

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1112284