電動機是實現(xiàn)電能轉換為機械能的機械裝置,廣泛應用于工業(yè)、農業(yè)、國防事業(yè)以及人們的日常生活中。異步電機是使用最廣泛的電機,在大多數(shù)工況下,異步電機是工作在輕載模式下的,這就造成了能源的浪費。電流源變流器拓撲具有結構簡單、系統(tǒng)可靠、比較容易實現(xiàn)四象限運行、輸出電流波形接近正弦波等優(yōu)點,比較適合應用于風機類、泵類和壓縮機類負載,這些負載具有很大的節(jié)能空間。因此,研究電流源驅動的異步電機效率優(yōu)化對節(jié)約能源以及抑制環(huán)境污染具有重大意義。首先研究了三相電流型變流器的主電路拓撲結構,建立了三相電流型變流器在三相靜止坐標系下的低頻和高頻數(shù)學模型。對電流型變流器調制信號的產生與分配進行了研究,包括三值邏輯信號產生機制、零狀態(tài)判別、功率器件開關狀態(tài)分配。為了達到異步電機調速系統(tǒng)對變流器的要求,確定了空間矢量控制作為電流型變流器的控制策略并建立仿真模型,仿真表明系統(tǒng)實現(xiàn)了網(wǎng)側輸入單位功率因數(shù),直流母線處電流脈動小,逆變器輸出接近正弦波。建立了在兩相靜止,坐標系下的忽略鐵損和考慮鐵損的異步電機動態(tài)數(shù)學模型,同時對電流源驅動的異步電機矢量控制系統(tǒng)進行仿真,仿真結果表明電機輸出各項參數(shù)能夠滿足控制要求。通過研究異... 

【文章來源】：青島理工大學山東省

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 變流器研究現(xiàn)狀
    1.3 異步電機效率優(yōu)化研究現(xiàn)狀
        1.3.1 最小損耗模型控制
        1.3.2 最大轉矩/安培控制
        1.3.3 最小功率搜索控制
    1.4 交流調速系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.4.1 恒壓頻比控制
        1.4.2 矢量控制
        1.4.3 直接轉矩控制技術
        1.4.4 PWM控制技術
    1.5 本文主要工作與研究內容
第2章 三相電流型變流器電路建模與控制
    2.1 主電路拓撲
    2.2 三相電流型整流器數(shù)學建模與分析
        2.2.1 低頻模型
        2.2.2 高頻模型
    2.3 三相電流型整流器調制信號的產生和分配
    2.4 三相電流型整流器的控制策略
    2.5 三相電流型逆變器工作原理與控制
    2.6 仿真實驗
    2.7 本章小結
第3章 異步電機矢量控制基本原理
    3.1 異步電機的動態(tài)數(shù)學模型及坐標變換
        3.1.1 異步電機的動態(tài)數(shù)學模型
        3.1.2 坐標變換
    3.2 不考慮鐵損的異步電機仿真模型
    3.3 考慮鐵損的異步電機仿真模型
    3.4 轉子磁場定向矢量控制
    3.5 仿真實驗
    3.6 本章小結
第4章 異步電機效率優(yōu)化原理與控制策略
    4.1 異步電機驅動系統(tǒng)損耗分析
        4.1.1 功率變換器損耗分析
        4.1.2 異步電機損耗分析
    4.2 基于損耗模型的優(yōu)化控制策略
    4.3 基于黃金分割法的效率優(yōu)化控制策略
        4.3.1 黃金分割法原理
        4.3.2 基于黃金分割法優(yōu)化控制策略實現(xiàn)
    4.4 基于改進黃金分割法的優(yōu)化控制策略
    4.5 仿真實驗
    4.6 本章小結
第5章 異步電機效率優(yōu)化控制系統(tǒng)硬件總體方案設計
    5.1 控制系統(tǒng)硬件總體結構設計
    5.2 DSP選型
    5.3 電源電路設計
    5.4 主回路電路設計
        5.4.1 功率器件選型
        5.4.2 驅動電路設計
        5.4.3 IGBT保護電路設計
    5.5 采樣電路設計
        5.5.1 電流采樣電路
        5.5.2 電壓采樣電路
        5.5.3 速度采樣電路
    5.6 本章小結
第6章 異步電機效率優(yōu)化控制系統(tǒng)軟件總體方案設計及實驗結果分析
    6.1 軟件方案的總體架構
        6.1.1 主程序設計
        6.1.2 中斷服務子程序設計
    6.2 部分功能模塊軟件設計
        6.2.1 數(shù)字PI調節(jié)器的實現(xiàn)方法
        6.2.2 增量式編碼器速度檢測
    6.3 實驗結果分析
    6.4 本章小結
第7章 結論與展望
    7.1 課題總結
    7.2 研究展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間論文發(fā)表及科研情況
致謝
附錄A 主電路板PCB圖
附錄B 電路板和驅動板PCB圖


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]基于CCS軟件的數(shù)字信號處理課程實驗設計[J]. 姜恩華,楊一軍,陳得寶,周正,趙慶平.  淮北師范大學學報(自然科學版). 2016(01)
[3]異步交流電機動態(tài)數(shù)學模型分析與研究[J]. 李平,王振宏.  長春理工大學學報(自然科學版). 2016(01)
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[8]基于混合法的異步電動機效率優(yōu)化控制研究[J]. 周立峰,張奕黃,張?zhí)?  微特電機. 2010(07)
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博士論文
[1]電流型PWM整流器及其控制策略的研究[D]. 李玉玲.浙江大學 2006
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碩士論文
[1]集成異步電機電流型控制器研究[D]. 王立峰.北方工業(yè)大學 2016
[2]電動汽車異步電機直接轉矩控制算法的優(yōu)化研究[D]. 李皓然.哈爾濱工業(yè)大學 2014
[3]三相電流型PWM并網(wǎng)逆變器的研究[D]. 吳奎華.浙江大學 2008
[4]三相電流型PWM整流器的研究[D]. 王傳兵.浙江大學 2006



本文編號：3324160