本文選題：開繞組異步電機(jī) + 多電平�。� 參考：《中國礦業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：開繞組電機(jī)雙端級(jí)聯(lián)式五電平逆變器作為一種新型拓?fù)?利用兩臺(tái)二極管鉗位型三電平逆變器連接在開繞組電機(jī)兩端實(shí)現(xiàn)五電平逆變器的輸出特性,并且相較于傳統(tǒng)五電平逆變器,具有直流電壓低、容錯(cuò)性好、控制靈活等優(yōu)點(diǎn),在高壓大功率場合具有廣闊的應(yīng)用前景,本文首先分析雙逆變器系統(tǒng)的換流過程,歸納出逆變器五種電壓輸出狀態(tài)。重新建立開繞組異步電機(jī)在三相靜止坐標(biāo)系下、兩相靜止坐標(biāo)系下及兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下數(shù)學(xué)模型,并利用理想線性變壓器實(shí)現(xiàn)電氣流到信號(hào)流的轉(zhuǎn)換,以此搭建出MATLAB中兩相靜止坐標(biāo)系下開繞組異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,同時(shí)進(jìn)行仿真測(cè)試,驗(yàn)證模型的正確性。針對(duì)共母線結(jié)構(gòu)開繞組電機(jī)雙端級(jí)聯(lián)式五電平逆變器系統(tǒng),研究了傳統(tǒng)SVPWM調(diào)制下的180°矢量分解調(diào)制策略,兼顧考慮零序電壓抑制的問題。首先詳細(xì)地分析了180°矢量分解調(diào)制策略的原理,通過180°矢量分解,參考電壓矢量分解為兩個(gè)大小相等、方向相反的等效矢量,從而將五電平調(diào)制問題簡化為三電平調(diào)制問題。并在此調(diào)制策略的基礎(chǔ)上,分析了系統(tǒng)中零序電壓的危害,通過調(diào)整小矢量作用時(shí)間的方法抑制了系統(tǒng)中的零序電壓。針對(duì)傳統(tǒng)SVPWM調(diào)制輸出電壓頻譜波形中存在明顯諧波尖峰的問題,提出一種基于Sigma-Delta調(diào)制器的調(diào)制策略來優(yōu)化輸出電壓頻譜波形。然而由于新調(diào)制策略開關(guān)狀態(tài)的不固定,傳統(tǒng)的改變小矢量作用時(shí)間抑制零序電壓的方法無法使用,因此提出一種120°矢量分解的方法來完全消除系統(tǒng)中的零序電壓。新型調(diào)制策略利用Sigma-Delta調(diào)制器過采樣及噪聲壓縮技術(shù),優(yōu)化逆變器輸出電壓頻譜;同時(shí)利用三電平空間矢量圖中兩個(gè)大小相等、互差120°的基本矢量共模電壓之差為零的原理,采用120°矢量分解,將參考電壓分解為兩個(gè)大小相等、角度互差120°的參考電壓矢量,并由兩臺(tái)逆變器分別產(chǎn)生,從而完全消除系統(tǒng)中的零序電壓。為了驗(yàn)證理論的有效性,搭建并調(diào)試開繞組電機(jī)雙端級(jí)聯(lián)式五電平逆變器實(shí)驗(yàn)平臺(tái),完成了傳統(tǒng)180°矢量分解調(diào)制及其零序電壓抑制、Sigm-Delta調(diào)制及其零序電壓消除的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文理論研究內(nèi)容的正確性和有效性。
[Abstract]:As a new topology, two-terminal cascaded five-level inverter of open-winding motor is connected by two diode-clamped three-level inverters to realize the output characteristics of the five-level inverter at both ends of the open-winding motor. Compared with the traditional five-level inverter, it has the advantages of low DC voltage, good fault tolerance, flexible control and so on. It has a broad application prospect in high-voltage and high-power situations. Firstly, this paper analyzes the commutation process of the dual-inverter system. Five voltage output states of inverter are summarized. The mathematical models of open-winding asynchronous motor in three-phase static coordinate system, two-phase stationary coordinate system and two-phase rotating coordinate system are re-established, and the conversion from electrical flow to signal flow is realized by using ideal linear transformer. The mathematical model of open-winding asynchronous motor in two-phase stationary coordinate system in MATLAB is built, and the simulation test is carried out to verify the correctness of the model. For the open winding motor two-terminal cascaded five-level inverter system with common bus structure, the 180 擄vector decomposition modulation strategy under traditional SVPWM modulation is studied, taking into account the problem of zero-sequence voltage suppression. Firstly, the principle of 180 擄vector decomposition modulation strategy is analyzed in detail. By 180 擄vector decomposition, the reference voltage vector is decomposed into two equivalent vectors of equal size and opposite direction, thus the five-level modulation problem is simplified as a three-level modulation problem. On the basis of this modulation strategy, the harm of zero-sequence voltage in the system is analyzed, and the zero-sequence voltage in the system is restrained by adjusting the action time of small vector. Aiming at the problem of obvious harmonic spike in the traditional SVPWM modulation output voltage spectrum waveform, a modulation strategy based on Sigma-Delta modulator is proposed to optimize the output voltage spectrum waveform. However, because the switching state of the new modulation strategy is not fixed, the traditional method of changing the action time of small vector to suppress the zero-sequence voltage is not available. Therefore, a 120 擄vector decomposition method is proposed to eliminate the zero-sequence voltage in the system. The new modulation strategy uses Sigma-Delta modulator over-sampling and noise compression techniques to optimize the output voltage spectrum of the inverter, and uses the principle of zero common mode voltage difference between two basic vectors of equal size and 120 擄difference in three-level space vector diagram. By using 120 擄vector decomposition, the reference voltage is decomposed into two reference voltage vectors of equal size and 120 擄angle difference, which are generated by two inverters respectively, thus eliminating the zero sequence voltage in the system. In order to verify the validity of the theory, an experimental platform of two-terminal cascaded five-level inverter for open-winding motor is built and debugged. The experiments of traditional 180 擄vector decomposition modulation and zero-sequence voltage suppression Sigm-Delta modulation and zero-sequence voltage elimination are carried out. The experimental results verify the correctness and validity of the theoretical research in this paper.
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM464

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1839464