基于三相四开关整流的空调压缩机变频调速系统

发布时间：2017-09-27 08:27

  本文关键词：基于三相四开关整流的空调压缩机变频调速系统

  更多相关文章： 空调压缩机 永磁同步电机 转速脉动 三相四开关整流 电压不平衡

【摘要】：随着变频空调的普及,人们对变频空调控制性能的要求越来越高。因此,本文从改善系统功率因数和降低空调压缩机低频下转速脉动两个方面入手,对基于三相四开关整流的空调压缩机变频调速系统展开研究,建立了系统的数学模型,给出了有效的系统控制方案,并进行了相关的仿真验证。对三相四开关整流拓扑以及永磁同步电机的数学模型进行了推导和分析,确定了基本控制策略,并针对系统中整流侧母线电容电压不平衡问题以及逆变侧压缩机低速下转速波动两个关键问题进行了仿真和分析,为后续控制算法的选择提供了研究基础。根据三相四开关整流拓扑母线电容电压不平衡问题的产生机理,选择了基于电流前馈的均压控制策略,并通过仿真对所选择的控制方法的控制性能进行了验证。针对压缩机用永磁同步电机负载转矩脉动频率与系统的运行频率一致这一工作特性,本文在传统的PI速度控制器中引入了一种准比例谐振(Proportional Resonant,PR)控制器,用以克服与负载脉动频率相同的转速脉动,并利用MATLAB仿真对所采取的控制方法进行了验证最后对三相四开关整流拓扑的关键参数和控制电路进行了设计,给出了基于三相四开关整流的空调压缩机变频调速系统的整体策略,并进行了仿真及初步的实验验证,仿真结果表明所设计的系统能够达到预期的效果。
【关键词】：空调压缩机 永磁同步电机 转速脉动 三相四开关整流 电压不平衡
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB657.2
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义8-9
• 1.2 整流器拓扑及研究现状9-12
• 1.2.1 三相单开关整流电路9-10
• 1.2.2 三相双开关整流电路10-11
• 1.2.3 三电平VIENNA整流电路11
• 1.2.4 三相六开关整流电路11-12
• 1.3 三相四开关拓扑的应用与发展现状12-13
• 1.4 周期性负载下PMSM转速脉动抑制研究现状13-14
• 1.5 本文的主要研究内容14-15
• 第2章 压缩机变频调速系统建模与关键问题分析15-28
• 2.1 引言15
• 2.2 变频系统数学模型15-20
• 2.2.1 永磁同步电机数学模型15-17
• 2.2.2 三相四开关整流拓扑数学模型17-20
• 2.3 整流侧电容电压不平衡问题20-22
• 2.3.1 整流侧控制策略20-21
• 2.3.2 电容电压不平衡问题仿真21-22
• 2.4 压缩机控制策略及周期性转速脉动问题22-27
• 2.4.1 SVPWM调制技术22-24
• 2.4.2 压缩机控制策略24-25
• 2.4.3 转速脉动问题产生机理25-26
• 2.4.4 转速脉动问题仿真26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 整流端控制策略及电容电压不平衡抑制技术28-39
• 3.1 引言28
• 3.2 三相四开关整流SVPWM调制技术28-31
• 3.3 三相四开关整流电容电压不平衡问题机理及影响31-32
• 3.4 基于电流前馈补偿的电压不平衡抑制策略32-36
• 3.4.1 电压不平衡抑制策略原理32-34
• 3.4.2 电压不平衡抑制策略仿真分析34-36
• 3.5 整流端控制策略性能分析36-38
• 3.5.1 电网电压突变时控制性能36-37
• 3.5.2 负载突变时控制性能37-38
• 3.6 本章小结38-39
• 第4章 压缩机周期性负载引起的转速脉动问题研究39-49
• 4.1 引言39
• 4.2 压缩机负载转矩特性39-40
• 4.3 基于准比例谐振控制器的转速脉动抑制策略40-43
• 4.3.1 比例谐振控制器40-42
• 4.3.2 基于准PR控制器的转速脉动抑制原理42-43
• 4.4 转速脉动抑制策略仿真分析43-48
• 4.4.1 仿真模型的搭建43-44
• 4.4.2 转速脉动抑制性能仿真44-48
• 4.5 本章小结48-49
• 第5章 压缩机变频调速系统建立与控制方案49-59
• 5.1 引言49
• 5.2 三相四开关拓扑参数设计49-51
• 5.2.1 输入滤波电感设计49-50
• 5.2.2 母线电容设计50-51
• 5.3 系统关键电路设计51-53
• 5.3.1 同步信号检测电路51-52
• 5.3.2 电压与电网电流采样电路52-53
• 5.4 系统整体控制方案53-58
• 5.4.1 基于功率前馈补偿的整体控制策略53-55
• 5.4.2 系统整体控制方案仿真及实验55-58
• 5.5 本章小结58-59
• 结论59-60
• 参考文献60-65
• 致谢65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 师洪涛;王金梅;赵秀芬;;基于三相双开关PFC电路的高功率因数软开关电源[J];电测与仪表;2011年01期

2 蒋志坚,徐殿国,朱香娟;感应电动机四开关低成本逆变器的磁链轨迹改进控制研究[J];中国电机工程学报;2003年11期

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本文编号：928653