本文關鍵詞：異步電動機三電平逆變器直接轉矩控制的研究

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【摘要】：應用多電平技術的中高壓大容量交流傳動技術是目前電力傳動研究的熱點之一。二極管鉗位型三電平逆變器由于具有對器件耐壓要求低,輸出諧波含量小,控制性能好等優(yōu)點成為目前應用最廣泛的多電平拓撲之一。本文以異步電動機為負載,構建了兩電平逆變器的直接轉矩控制系統(tǒng)和基于二極管鉗位型三電平逆變器的直接轉矩控制系統(tǒng),進行了仿真驗證和對比分析,并完成了部分實驗。本文通過對電機數(shù)學模型的分析,在基于定子磁鏈定向的直接轉矩控制的ISR方法基礎上,通過將矢量分解的思想引入到直接轉矩控制系統(tǒng)中,仍采用磁鏈和轉矩雙閉環(huán)控制,可以在??坐標下通過簡單數(shù)學運算直接求得所需要的電壓空間矢量,避開了復雜的三角函數(shù)運算,簡化了系統(tǒng)控制器,減少了處理器實時運算時的時間。本文將這種方法稱為簡化的直接轉矩控制ISR方法。本文詳細分析了三電平逆變器工作原理以及造成中點電位不平衡的機理,介紹了通過選擇和舍去小矢量,在非正交g-h坐標下的空間矢量脈寬調制(SVPWM),求取開關狀態(tài)的作用時間的方法。在簡化的直接轉矩控制ISR方法、三電平逆變器中點電位控制和g-h坐標下SVPWM調制策略的基礎上,本文給出了以異步電動機為負載的三電平逆變器直接轉矩控制系統(tǒng)控制方案。本文通過Matlab/Simulink搭建兩電平逆變器直接轉矩控制系統(tǒng)和三電平逆變器直接轉矩控制系統(tǒng),驗證了該方案可以有效減少磁鏈和轉矩脈動,簡化系統(tǒng)控制器。本文最后給出了三電平逆變器直接轉矩控制系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)方案,完成了部分實驗。
【關鍵詞】：三電平 g-h坐標系 SVPWM 直接轉矩控制 ISR
【學位授予單位】：太原科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM343;TM464
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 課題研究背景和意義9-10
• 1.2 多電平逆變器綜述10
• 1.3 交流調速技術綜述10-12
• 1.3.1 交流調速技術的發(fā)展10-11
• 1.3.2 基于二極管鉗位型三電平直接轉矩控制的發(fā)展11-12
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容12-14
• 第二章 異步電動機的數(shù)學模型和直接轉矩控制的ISR簡化方法14-27
• 2.1 引言14
• 2.2 異步電機數(shù)學模型14-18
• 2.2.1 坐標變換與變換公式14-16
• 2.2.2 異步電機的數(shù)學模型建立16-18
• 2.3 直接轉矩控制的工作原理18-23
• 2.3.1 傳統(tǒng)直接轉矩概述18-19
• 2.3.2 磁鏈和轉矩雙閉環(huán)直接轉矩控制的ISR方法19-23
• 2.4 磁鏈和轉矩雙閉環(huán)直接轉矩控制的ISR簡化方法23-26
• 2.5 本章小結26-27
• 第三章 三電平逆變器及其控制策略27-46
• 3.1 引言27
• 3.2 NPC型三電平逆變器工作原理與數(shù)學模型建立27-32
• 3.2.1 NPC型三電平逆變器工作原理27-29
• 3.2.2 NPC型三電平逆變器數(shù)學模型29-32
• 3.3 一種三電平逆變器中點電位控制方法32-41
• 3.3.1 電壓矢量對中點電位的影響32-34
• 3.3.2 中點電位平衡控制法34-41
• 3.4 非正交60°坐標系下三電平逆變器空間電壓矢量調制方法41-45
• 3.4.1 坐標變換與g-h坐標建立41-42
• 3.4.2 基于60°坐標系三電平空間矢量調制方法42-45
• 3.5 本章小結45-46
• 第四章 三電平逆變器直接轉矩控制系統(tǒng)及仿真分析46-65
• 4.1 引言46
• 4.2 三電平直接轉矩控制系統(tǒng)組成46-47
• 4.3 三電平調速系統(tǒng)中各模塊實現(xiàn)47-51
• 4.3.1 定子磁通與電磁轉矩觀測47-48
• 4.3.2 定子磁通與負載轉矩參考值設定48-49
• 4.3.3 PI參數(shù)的選取49-50
• 4.3.4 參考矢量獲取模塊與60°坐標下的SVPWM調制模塊50-51
• 4.4 三電平逆變器空間矢量調制算法仿真51-64
• 4.4.1 仿真模型各子模塊的設計51-56
• 4.4.2 仿真模型整體及仿真參數(shù)設置56
• 4.4.3 仿真結果分析56-64
• 4.5 本章小結64-65
• 第五章 調速系統(tǒng)硬件實現(xiàn)65-74
• 5.1 硬件系統(tǒng)組成65-71
• 5.1.1 TMS320F2812簡介65-66
• 5.1.2 三電平逆變器主電路參數(shù)選擇66-68
• 5.1.3 驅動電路及保護68-71
• 5.2 控制系統(tǒng)軟件設計71-73
• 5.2.1 DSP資源分配71
• 5.2.2 系統(tǒng)軟件框圖71-73
• 5.3 實驗系統(tǒng)整體73
• 5.4 本章小結73-74
• 第六章 總結與展望74-76
• 6.1 總結74
• 6.2 展望74-76
• 參考 文獻76-80
• 致謝80-81
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文81-82

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本文編號：946479