本文關(guān)鍵詞：基于開繞組異步電機(jī)的雙三電平逆變器調(diào)制策略研究

  更多相關(guān)文章： 開繞組異步電機(jī) 多電平 中點電位平衡 共模電壓 零序環(huán)流 過調(diào)制

【摘要】：多電平變換器具有輸出電能質(zhì)量高、功率器件電壓應(yīng)力低、開關(guān)損耗小等特點,在一定程度上克服了大功率開關(guān)器件耐壓不足的問題。經(jīng)過多年的發(fā)展,多電平變換器形成了幾種成熟的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),其中,以二極管鉗位型(NPC)三電平變換器應(yīng)用最為廣泛。本文研究的雙三電平逆變器調(diào)速系統(tǒng)基于兩臺NPC三電平逆變器構(gòu)成,與傳統(tǒng)五電平逆變器相比具有直流電壓低、獨立直流電源少、中點電位易控制等優(yōu)點,在高壓大功率工業(yè)場合具有應(yīng)用前景。在三相靜止坐標(biāo)系下、兩相靜止坐標(biāo)系下、兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下分別重新建立了開繞組異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,在MATLAB中巧妙地通過理想的線性變壓器元件實現(xiàn)了電氣流與信號流之間的聯(lián)系,根據(jù)兩相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型搭建了開繞組異步電機(jī)的仿真模型,并對該仿真模型進(jìn)行了仿真測試。分析了雙三電平逆變器的換流過程,得到其五種相電壓輸出狀態(tài)及對應(yīng)的開關(guān)狀態(tài),基于這五種逆變器輸出狀態(tài),根據(jù)空間電壓矢量的定義,繪出了雙三電平逆變器的空間電壓矢量圖,為研究雙三電平逆變器的調(diào)制算法奠定基礎(chǔ)。針對雙三電平逆變器調(diào)速系統(tǒng)所研究的參考矢量解耦策略和雙逆變器半控策略,兼顧考慮了中點電位平衡控制、共模電壓與零序電壓抑制。首先,詳細(xì)分析了兩調(diào)制策略下中點電位平衡原理,發(fā)現(xiàn)參考矢量解耦策略在每個開關(guān)周期內(nèi)可以實現(xiàn)中點電位自平衡,而雙逆變器半控策略的中點電位自平衡最短時間為一個基波周期,因此參考矢量解耦策略下的中點電位波動范圍明顯小于雙逆變器半控策略。然后,根據(jù)雙逆變器調(diào)速系統(tǒng)中共模電壓與零序電壓定義,分析每臺三電平逆變器的共模電壓抑制情況,可得雙逆變器半控策略下共模電壓瞬時波動幅值更小,而參考矢量解耦策略在零序分量的抑制效果上更具有優(yōu)勢。最后,介紹了一種波形總諧波畸變率THD的計算方法,根據(jù)該方法繪出了兩調(diào)制策略下輸出相電壓THD隨調(diào)制度m、基波頻率f1的變化曲線,對兩種調(diào)制策略下逆變器輸出諧波含量進(jìn)行了對比。兩種調(diào)制策略皆是以一種三電平簡化快速算法為基礎(chǔ),因此首先研究了這種三電平調(diào)制算法的過調(diào)制方法,然后將其應(yīng)用于兩種調(diào)制策略。文中所提過調(diào)制方法新穎簡單,只需相應(yīng)調(diào)節(jié)給定的參考相電壓幅值即可實現(xiàn)。搭建并調(diào)試基于雙NPC三電平逆變器的開繞組異步電機(jī)控制平臺,驗證了兩種調(diào)制策略及其過調(diào)制方法。仿真和實驗結(jié)果驗證了本文理論研究內(nèi)容的正確性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：開繞組異步電機(jī) 多電平 中點電位平衡 共模電壓 零序環(huán)流 過調(diào)制
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM343;TM464
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-16
• 1 緒論16-24
• 1.1 研究背景16-17
• 1.2 多電平變換器的發(fā)展17-22
• 1.3 雙端級聯(lián)式逆變器研究現(xiàn)狀22-23
• 1.4 論文研究內(nèi)容23-24
• 2 開繞組電機(jī)數(shù)學(xué)建模及雙三電平拓?fù)浞治?/span>24-44
• 2.1 開繞組異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型24-27
• 2.2 開繞組異步電機(jī)在兩相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型27-29
• 2.3 開繞組異步電機(jī)在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型29-30
• 2.4 開繞組異步電機(jī)的仿真建模30-36
• 2.5 雙三電平拓?fù)浞治?/span>36-42
• 2.6 本章小結(jié)42-44
• 3 參考矢量解耦策略與雙逆變器半控策略分析對比44-66
• 3.1 參考矢量解耦策略44-51
• 3.2 雙逆變器半控策略51-52
• 3.3 中點電位控制對比52-58
• 3.4 共模電壓和零序電壓抑制的對比58-61
• 3.5 逆變器輸出諧波含量的對比61-64
• 3.6 本章小結(jié)64-66
• 4 雙三電平逆變器過調(diào)制研究66-78
• 4.1 雙三電平逆變器的過調(diào)制66-68
• 4.2 三電平過調(diào)制策略68-70
• 4.3 兩種調(diào)制策略的過調(diào)制研究70-77
• 4.4 本章小結(jié)77-78
• 5 雙三電平逆變器實驗研究78-89
• 5.1 實驗平臺簡介78-79
• 5.2 系統(tǒng)實現(xiàn)79-83
• 5.3 實驗結(jié)果與分析83-88
• 5.4 本章小結(jié)88-89
• 6 結(jié)論及展望89-91
• 參考文獻(xiàn)91-97
• 作者簡介97-99
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集99

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：892846