文档介绍：陕西科技大学
硕士学位论文
三相矩阵式变换器的仿真研究与硬件系统设计
姓名:张晶晶
申请学位级别:硕士
专业:电力电子与电力传动
指导教师:郭前岗
20070401
三相矩阵式变换器的仿真研究与硬件系统设计摘要矩阵式变换器是一种先进拓扑结构的“全硅”功率变换装置。它可实现频率的单级变换,无需大容量的贮能元件,能量可双向流动,输入电流与输出电压正弦,输入功率因数可调,且与负载的性质无关。论文从矩阵式变换器等效交一直一交变换的空间矢量调制方法出发,分析了矩阵式变换器的工作机理,导出了等效交一直一交结构与交一交直接变换之间的对应关系,给出了其空间矢量调制策略的实现方法;讨论了矩阵式变换器的双向开关及其安全换流问题,给出了一种行之有效的安全换流策略;在/环境下,建立了矩阵式变换器系统的仿真模型,采用基于空间矢量调制方法的矩阵式变换器分别对三相阻感负载及三相异步电机负载情况进行了仿真研究,仿真结果证明了方法的正确性,验证了矩阵式变换器的优良性能。在此基础上,论文给出了一种矩阵式变换器系统的全数字化实现方法及其硬件结构;给出了输入滤波器截至频率与电网频率及开关频率的普遍关系,为输入滤波电路的确定与设计提供了可靠的理论依据;分析得出了能方便确定空间矢量所在扇区的普遍规律并给出了一种确定方法,为过零检测电路的使用提供了理论依据;讨论了矩阵式变换器电机驱动系统在故障状态下产生过电流/过电压损坏的机理,并给出了一种有效的保护方法。本文理论研究的目的是对矩阵式变换器的基本原理、控制策略、开关换流等基本性问题进行探索性研究工作,通过理论分析和计算机仿真验证矩阵式变换器的优良性能以及空间矢量调制策略的正确性与合理性,得出一些有意义的结果,为课题的进一步的深入研究奠定了基础。关键词:矩阵式变换器,空间矢量调制,安全换流,仿真,珻‘
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缫篓罗避蒜篓:孙㈣趔隆论文作者签名:勉毖盏导师签名:。荔范盔亟日期:论文作者签名:辏阂渤原创性声明及关于学位论文使用授权的声明原创性声明关于学位论文使用授权的声明日期:生±旦本人完全了解陕西科技大学有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅;本人授权陕西科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。三相矩阵式变换器的仿真研究与硬件系统设计
第一章绪论电气传动的发展概况流传动和交流传动两大类。直流传动因其电机磁场与电驱电流间具有自然的解耦关系而有优越的调速性能,在过去很长一个时期内,高性能调速系统一般都采用直流传动。由法适应高电压、大容量及高速场合;电刷易产生火花,系统无法在易燃易爆场合下使用,了直流调速系统的发展【俊=涣鞔ǘ惺褂媒涣鞯缍乇鹗鞘罅饺嘁觳降缍交流调速系统取得了巨大的进步,它在各个方面的指标都有了提高,交流电机固有的优通保持设计点值不变,必须使定子输入电压随频率按一定关系变化。因此,变频调速又有变压变频调速⒊Аⅲⅲ現啤1淦捣绞椒治=灰恢币唤槐淦岛徒灰唤槐淦盗酱罄嘈汀R频器技术上无法获得,变频调速方案也一直无法实施。近几年来随着电力电子变流技术电气传动系统是指以各类电机为动力的传动装置与系统,按其电源性质不同分为直于直流电机固有机械换向装置的存在,致使直流传动也存在一些难以克服的缺点:结构复杂,造价昂贵;需经常维护;容量、电压、转速上限受到机械换向器结构的限制,无使用环境受到限制等等。而这些缺点不仅严重制约了直流调速系统的广泛使用,也制约由于其具有结构简单、制造方便、价格低廉、坚固耐用、运行可靠、很少需要维护、能用于恶劣环境等突出优点,在现代工农业生产中获得了非常广泛地应用,也很适合现代电气传动的发展趋势。但由于运行机理和结构上的特点,决定了三相交流电动机是一个多变量、强耦合、非线性时变的复杂系统,它的可控性比较差。要使交流电动机获得良好的调速控制性能,必须要有性能优良的控制系统,而这又受到交流电机调速控制理论和电力电子变流技术的制约,因此在很长一段时间内交流调速系统无论是在控制性能还是在系统成本、复杂性、可靠性等方面都和直流调速系统存在着一定的差距。近年来,由于电力电子技术的迅速发展,使电力传动面僮乓怀【薮蟮谋涓铮涣鞯魉傺该头⒄梗良特性又得到了充分的发挥,电气传动交流化的新时代已