交流电机及其负载的模拟方法研究
发布时间：2021-07-31 23:16
在电机驱动器的性能测试等实验中,多采用“测试电机+模拟机械负载”的方案,但是这种方案存在测试不够全面、系统复杂、能耗大、参数调节不灵活等缺点。本文研究了一种专门用于模拟交流电机端口特性的电机模拟器系统,能够取代实际电机及其负载实验平台。根据电机模型及其输入输出的不同,本文研究了VTC和CTV两种模式的电机模拟器系统,对于后者,本文分别对主电路滤波为L和LCL两种拓扑结构的电机模拟器展开研究。具体而言,主要内容和创新点如下:（1）建立了交流电机的动态数学模型和负载数学模型。分析了几种不同的数值计算方法,比较了二步Adams方法在不同离散步长下求解电机数学模型的精度,选择合适的离散步长,建立电机模型的差分方程,通过对电机模型的求解得到电机模拟器的指令电流或电压。（2）研究了VTC模式电机模拟器系统。介绍了VTC模式电机模拟器系统的基本结构和工作原理,采用两相静止坐标下的电流环控制策略;研究了对PWM波电压的测量方法,针对直接采样难以满足要求的情况,提出一种基于双积分复位的采样方法;最后在正弦波电源和PWM波电源输入下对所提电机模拟器方案进行了仿真验证。（3）研究了CTV模式电机模拟器系统。...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 电机模拟器的研究背景
1.2 电机模拟器的基本原理
1.3 电机模拟器的研究现状及关键技术
1.4 本文主要研究内容与创新点
第二章 交流电机及其负载的数学模型
2.1 异步电机的数学模型
2.1.1 三相坐标系下的电机模型
2.1.2 两相坐标系下的电机模型
2.2 同步电机的数学模型
2.2.1 三相坐标系下的电机模型
2.2.2 两相坐标系下的电机模型
2.3 电机模型的数字化实现
2.4 电机负载的数学模型
2.5 本章小结
第三章 VTC模式电机模拟器系统
3.1 VTC模式电机模拟器结构和原理
3.2 基于L滤波的PWM整流器
3.3 VTC模式电机模拟器的电流环控制策略
3.4 双积分复位采样法
3.4.1 双积分复位法的基本原理及误差分析
3.4.2 双积分复位采样法的仿真验证及分析
3.5 VTC模式电机模拟器仿真分析
3.5.1 正弦波电源下的仿真结果
3.5.2 PWM波电源下的仿真结果
3.6 本章小结
第四章 CTV模式电机模拟器系统
4.1 L电机模拟器系统
4.1.1 L电机模拟器结构和原理
4.1.2 L电机模拟器仿真分析
4.2 LCL电机模拟器系统
4.2.1 LCL电机模拟器结构和原理
4.2.2 基于LCL滤波的PWM整流器
4.2.3 LCL电机模拟器的双环控制策略
4.3 本章小结
第五章 CTV模式电机模拟器分析及验证
5.1 CTV模式电机模拟器仿真分析
5.1.1 正弦波电源下的仿真结果
5.1.2 PWM波电源下的仿真结果
5.2 虚拟定子参数偏差对CTV模式电机模拟器的影响
5.3 异步电机模拟器的实验结果
5.4 同步电机模拟器的验证
5.5 本章小结
第六章 全文总结
6.1 本文内容总结
6.2 未来工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
攻读硕士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于三电平优化矢量的异步电机模型预测直接转矩控制[J]. 林宏民,吴晓新,乐胜康,宋文祥. 电机与控制学报. 2018(08)
[2]基于无差拍控制的交流电机端口特性模拟[J]. 宋鹏先,张郁颀,李耀华,唐庆华. 电工电能新技术. 2016(06)
[3]电力电子非线性负载数字化实现方法[J]. 宋鹏先,李耀华,王平,苏朝阳,王松. 电机与控制学报. 2016(05)
[4]一种应用于变频器测试的电力电子负载[J]. 马巍凌,郝矿荣. 上海电机学院学报. 2016(01)
[5]基于复合控制的电网模拟器电压波形控制研究[J]. 付佳斌,苏建徽,赖纪东,张军军. 电力电子技术. 2015(11)
[6]基于电感电流无差拍控制的三相并网逆变器[J]. 华东,程志江,李永东,谢永流,史瑞静,樊小朝. 电测与仪表. 2015(21)
[7]交流电机端口特性的数字化实现方法[J]. 宋鹏先,李耀华,王平,苏朝阳. 电工技术学报. 2015(14)
[8]基于PI参数自适应的开关磁阻电机调速控制研究[J]. 王喜莲,许振亮. 中国电机工程学报. 2015(16)
[9]基于LCL滤波的三相电压型PWM整流器研究[J]. 王浩宇,宋文祥,曹大鹏,吴春华. 电气传动. 2015(03)
[10]电力电子半实物仿真技术及其发展[J]. 许为,应婷,李卫红. 大功率变流技术. 2014(06)
博士论文
[1]单相电力电子负载研究与设计[D]. 王成智.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]三相异步电动机变频调速系统控制策略的研究[D]. 黄天翔.天津理工大学 2018
[2]异步电动机及负载一体化模拟器研究[D]. 吴政.合肥工业大学 2017
[3]基于LCL滤波的三相电压型PWM整流器[D]. 李蕴温.华中科技大学 2014
[4]模拟电机特性的电力电子负载研究[D]. 黄清军.华中科技大学 2012
[5]基于PWM换流器的异步电动机及其负载特性数字模拟[D]. 陈志博.华中科技大学 2007
本文编号：3314363
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：84 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 电机模拟器的研究背景
1.2 电机模拟器的基本原理
1.3 电机模拟器的研究现状及关键技术
1.4 本文主要研究内容与创新点
第二章 交流电机及其负载的数学模型
2.1 异步电机的数学模型
2.1.1 三相坐标系下的电机模型
2.1.2 两相坐标系下的电机模型
2.2 同步电机的数学模型
2.2.1 三相坐标系下的电机模型
2.2.2 两相坐标系下的电机模型
2.3 电机模型的数字化实现
2.4 电机负载的数学模型
2.5 本章小结
第三章 VTC模式电机模拟器系统
3.1 VTC模式电机模拟器结构和原理
3.2 基于L滤波的PWM整流器
3.3 VTC模式电机模拟器的电流环控制策略
3.4 双积分复位采样法
3.4.1 双积分复位法的基本原理及误差分析
3.4.2 双积分复位采样法的仿真验证及分析
3.5 VTC模式电机模拟器仿真分析
3.5.1 正弦波电源下的仿真结果
3.5.2 PWM波电源下的仿真结果
3.6 本章小结
第四章 CTV模式电机模拟器系统
4.1 L电机模拟器系统
4.1.1 L电机模拟器结构和原理
4.1.2 L电机模拟器仿真分析
4.2 LCL电机模拟器系统
4.2.1 LCL电机模拟器结构和原理
4.2.2 基于LCL滤波的PWM整流器
4.2.3 LCL电机模拟器的双环控制策略
4.3 本章小结
第五章 CTV模式电机模拟器分析及验证
5.1 CTV模式电机模拟器仿真分析
5.1.1 正弦波电源下的仿真结果
5.1.2 PWM波电源下的仿真结果
5.2 虚拟定子参数偏差对CTV模式电机模拟器的影响
5.3 异步电机模拟器的实验结果
5.4 同步电机模拟器的验证
5.5 本章小结
第六章 全文总结
6.1 本文内容总结
6.2 未来工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
攻读硕士学位期间参加的科研项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于三电平优化矢量的异步电机模型预测直接转矩控制[J]. 林宏民,吴晓新,乐胜康,宋文祥. 电机与控制学报. 2018(08)
[2]基于无差拍控制的交流电机端口特性模拟[J]. 宋鹏先,张郁颀,李耀华,唐庆华. 电工电能新技术. 2016(06)
[3]电力电子非线性负载数字化实现方法[J]. 宋鹏先,李耀华,王平,苏朝阳,王松. 电机与控制学报. 2016(05)
[4]一种应用于变频器测试的电力电子负载[J]. 马巍凌,郝矿荣. 上海电机学院学报. 2016(01)
[5]基于复合控制的电网模拟器电压波形控制研究[J]. 付佳斌,苏建徽,赖纪东,张军军. 电力电子技术. 2015(11)
[6]基于电感电流无差拍控制的三相并网逆变器[J]. 华东,程志江,李永东,谢永流,史瑞静,樊小朝. 电测与仪表. 2015(21)
[7]交流电机端口特性的数字化实现方法[J]. 宋鹏先,李耀华,王平,苏朝阳. 电工技术学报. 2015(14)
[8]基于PI参数自适应的开关磁阻电机调速控制研究[J]. 王喜莲,许振亮. 中国电机工程学报. 2015(16)
[9]基于LCL滤波的三相电压型PWM整流器研究[J]. 王浩宇,宋文祥,曹大鹏,吴春华. 电气传动. 2015(03)
[10]电力电子半实物仿真技术及其发展[J]. 许为,应婷,李卫红. 大功率变流技术. 2014(06)
博士论文
[1]单相电力电子负载研究与设计[D]. 王成智.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]三相异步电动机变频调速系统控制策略的研究[D]. 黄天翔.天津理工大学 2018
[2]异步电动机及负载一体化模拟器研究[D]. 吴政.合肥工业大学 2017
[3]基于LCL滤波的三相电压型PWM整流器[D]. 李蕴温.华中科技大学 2014
[4]模拟电机特性的电力电子负载研究[D]. 黄清军.华中科技大学 2012
[5]基于PWM换流器的异步电动机及其负载特性数字模拟[D]. 陈志博.华中科技大学 2007
本文编号：3314363
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3314363.html
