文档介绍：合肥工业大学
硕士学位论文
基于级联逆变器的异步电机矢量控制变频调速系统
姓名:安芳
申请学位级别:硕士
专业:电力电子与电力传动
指导教师:徐宁
20080301
基于级联逆变器的异步电机矢量控制变频调速系统摘要多电平逆变器是近年来电力电子领域中高压大功率应用场合研究的一个热点,这种变换器用容量小的器件输出高容量、高质量的电能。级联型逆变器作为最早出现的多电平逆变器在大中功率场合得到广泛的应用,在总结和比较了级联型逆变器的特点、结构、调制和控制手段的基础上介绍了一种新的调制算法一脉冲阶梯调制8眉际踅隹淼髦朴虢滋莸髦葡嘟岷希歉叩缪埂大功率电源系统中的一种重要的调制技术。异步电机容易向高压高速和大容量方向发展,获得了广泛应用,矢量控制为其理想的调速方法。在分析异步电机的数学模型的基础上介绍了矢量控制异步电机的基本原理,采用转子磁链电流型观测模型、转速和转矩闭环控制;级联逆变器有利于实现输出电压的正弦化,适合向高压大容量方向发展。对基于级联逆变器的异步电机调速系统开展矢量控制研究,是一件有意义的工作。本文充分利用/的强大功能,建立基于级联逆变器的异步电机矢量控制系统模型,结构清晰,易于理解。仿真结果表明:逆变器输出电压波形正确,转子磁链平稳,电机动态、稳态性能良好,调速性能优越。关键词:级联型逆变器,脉冲阶梯调制,异步电机,矢量控制,变频调速
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插图清单图二极管箝位型三电平、五电平逆变器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图飞跨电容型三电平、五电平三相逆变器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图箝位型多电平电路统一拓扑结构的单相电路图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图两单元级联的五电平电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图电压为的两单元级联混合七电平电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图级联型多电平电路的统一拓扑结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图现代交流调速的技术支撑系统⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图直接转矩控制原理框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图级联型逆变电路分类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图三电平拍姹涞ピ!图电压为的两单元级联混合七电平电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图五电平诺ピ!图五电平诺ピ!图自由结合拓扑结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图传统级联型逆变器的拓扑结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图五电平级联逆变器输出电压波形⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图分段选择谐波调制法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图虚拟分段选择谐波调制法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图多载波⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图变频载波的图三重级联逆变器相移髦啤图多电平变换器带三相对称负载的开关模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图三电平的空间矢量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图宓缙降目占涫噶俊读D姹淦鞯氖涑龅缪共ㄐ巍髦菩藕挪ㄐ巍读D姹淦魇涑龅缪共ㄐ渭捌灯追治觥宓缙紿桥的刂品椒ā图感应电机物理模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图转子磁场定向坐标系与静止晗怠图电流模型框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图电压模型框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图转子磁场定向的感应电机矢量控制系统结构框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图级联逆变器驱动三相异步电机⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图隓串联⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图
图畔葾变换模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图磁通闭环结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图转矩闭环调节的示意框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图校正后的转矩闭环示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯K俦栈肥疽馔肌图U蟮淖K俦栈肥疽馔肌图矢量控制变频调速系统仿真模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯晗档紻晗档谋浠荒?椤图封装的转子磁链估计模块⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图转速控制模块薹矶任#,琄⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图转矩计算模块⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图转矩控制模块薹矶任#.;琄⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图磁通控制模块薹矶任#.;.現⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图解耦电路模块⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..荁变换模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一图读D姹淦髂?椤图ú慰甲K/,电机初始状态空载、秒突加的负载⋯⋯⋯.图ú慰甲K疭,电机初始状态空载、秒突加负载⋯⋯.图
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