【摘要】：節(jié)能和高效是現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù)的主要發(fā)展方向,電機(jī)的節(jié)能和高性能驅(qū)動(dòng),對(duì)于節(jié)省能源、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率具有重要意義。繞線式異步電機(jī)的雙饋調(diào)速技術(shù)是通過(guò)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)差功率以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速,其優(yōu)點(diǎn)在于運(yùn)用小容量變頻器控制大功率電機(jī),節(jié)省調(diào)速系統(tǒng)成本,實(shí)現(xiàn)高性能調(diào)速的同時(shí)還可調(diào)節(jié)電機(jī)的功率因數(shù),改善電能的使用質(zhì)量。因此,對(duì)異步電機(jī)雙饋調(diào)速技術(shù)的深入研究意義深遠(yuǎn)。本文首先介紹了繞線式異步電動(dòng)機(jī)雙饋調(diào)速系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及原理,選擇了交-直-交雙PWM變換器作為雙饋調(diào)速系統(tǒng)的主回路結(jié)構(gòu),分析、化簡(jiǎn)了繞線式異步電機(jī)在雙饋調(diào)速系統(tǒng)下的數(shù)學(xué)模型,并建立了等值電路。接著,介紹了電機(jī)側(cè)變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及空間電壓矢量調(diào)制技術(shù)(SVPWM),運(yùn)用基于轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向的空間電壓矢量調(diào)制技術(shù)設(shè)計(jì)了轉(zhuǎn)子側(cè)變換器的控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了電機(jī)轉(zhuǎn)矩與無(wú)功功率的解耦控制,實(shí)現(xiàn)了電機(jī)在同步、次同步、超同步速度狀體下運(yùn)行,并靈活在三種工作狀態(tài)之間調(diào)節(jié),且電機(jī)的功率因數(shù)可調(diào)。再次,介紹了網(wǎng)側(cè)PWM整流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及控制原理,建立了其基于開(kāi)關(guān)函數(shù)的數(shù)學(xué)模型,運(yùn)用電網(wǎng)電壓矢量定向的雙閉環(huán)電流解耦控制策略設(shè)計(jì)了網(wǎng)側(cè)整流器的控制體統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)差能量的雙向流動(dòng)及整流器的單位功率運(yùn)行。最后,在Matlab/Simulink仿真環(huán)境下分別建立了網(wǎng)側(cè)PWM變換器閉環(huán)控制系統(tǒng)和電機(jī)側(cè)閉環(huán)控制系統(tǒng)以及雙饋控制系統(tǒng)仿真模型,用仿真結(jié)果驗(yàn)證了控制系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性和穩(wěn)態(tài)精度,證明了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性及合理性。此外,初步設(shè)計(jì)了以TI公司的TMS320F28335為核心雙饋調(diào)速控制系統(tǒng)的硬件控制電路,為后續(xù)雙饋調(diào)速系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的進(jìn)一步建立提供參考。
[Abstract]:Energy saving and high efficiency are the main development directions of modern AC speed regulation technology. The energy saving and high performance drive of motor are of great significance for saving energy and improving product quality and productivity. The doubly-fed speed regulation technology of wound asynchronous motor is to control the slip power of the motor to realize the speed regulation of the motor. Its advantage lies in the use of small capacity frequency converter to control the high power motor, save the cost of the speed regulation system, realize the high performance speed regulation, and at the same time adjust the power factor of the motor and improve the quality of electric energy. Therefore, the in-depth study of induction motor doubly-fed speed regulation technology is of far-reaching significance. In this paper, the structure and principle of doubly-fed speed regulation system of wound asynchronous motor are introduced. The AC-DC-AC double PWM converter is selected as the main circuit structure of doubly-fed speed regulation system. The mathematical model of wound asynchronous motor under doubly-fed speed regulation system is analyzed and simplified, and the equivalent circuit is established. Then, the topology and space voltage vector modulation technology of motor side converter (SVPWM), are introduced. The control system of rotor side converter is designed by using space voltage vector modulation technology based on rotor magnetic field orientation. The decoupling control of motor torque and reactive power is realized, and the motor runs under synchronous, subsynchronous and supersynchronous speed, and flexibly adjusts among the three working states. And the power factor of the motor can be adjusted. Thirdly, the topology and control principle of the network-side PWM rectifier are introduced, and its mathematical model based on switching function is established. The control system of the grid-side rectifier is designed by using the voltage vector oriented double closed-loop current decoupling control strategy of the power grid, and the bidirectional flow of slip energy and the unit power operation of the rectifier are realized. Finally, the simulation models of network-side PWM converter closed-loop control system, motor-side closed-loop control system and doubly-fed control system are established under Matlab/Simulink simulation environment. The simulation results verify that the control system has good dynamic response characteristics and steady-state accuracy, and proves the correctness and rationality of the control system design. In addition, the hardware control circuit of doubly-fed speed control system based on TMS320F28335 of TI company is designed, which provides a reference for the further establishment of the experimental platform of doubly-fed speed regulation system.
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM343

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本文編號(hào)：2500459