低开关频率下的矢量控制系统SVPWM同步调制策略

发布时间：2021-08-01 17:20

　　近年来,我国轨道交通技术发展十分迅猛。在牵引传动逆变系统中,为了降低逆变器的开关损耗,避免严重发热,功率器件的最高开关频率通常只有几百赫兹,此时逆变器的输出谐波往往较为严重。SVPWM同步调制策略的谐波抑制效果显著,并且在实际应用时灵活性好,能够满足牵引电机在全速度段内运行的需求。因此,本文研究SVPWM同步调制策略如何应用于矢量控制系统是有实际工程意义的。首先,简要介绍了SVPWM异步调制策略、同步调制策略的原理。其次,针对三相异步电机矢量控制系统采用SVPWM同步调制策略时存在算法需与转子磁场定向过程兼容的问题,研究了一种角度指令修正方法,进而给出了具体的脉冲发生比较值计算及采样扇区划分的方法。在此基础上,设计了一套多模式SVPWM调制策略,在全速度范围内完成了各模式的平滑切换,构造了完整的基于矢量控制的SVPWM同步调制策略实现方案。分别以3kW和3.9MW异步电机为仿真对象进行了基本功能仿真验证及线电压WTHD仿真分析工作。最后,由于MW功率等级的实验条件不易获得,在3kW实验样机上完成了小功率实验验证,理论上来看功率等级不同不影响判断方案是否正确、可行。结果表明,所设计的基于... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景与研究意义
    1.2 大功率交流电机的低开关频率调制策略研究现状
        1.2.1 低开关频率下的调制策略
        1.2.2 同步调制策略研究现状
    1.3 本课题研究的主要内容
2 空间矢量PWM调制策略
    2.1 传统SVPWM异步调制策略
        2.1.1 传统SVPWM异步调制策略原理
        2.1.2 传统七段式与五段式SVPWM异步调制策略的异同
    2.2 SVPWM同步调制策略
        2.2.1 SVPWM同步调制策略原理
        2.2.2 SVPWM同步调制策略分类
    2.3 低开关频率下的SVPWM调制策略
        2.3.1 多模式SVPWM调制策略
        2.3.2 不同调制模式之间的切换
    2.4 本章小结
3 基于三相异步电机的矢量型控制系统SVPWM同步调制策略
    3.1 三相异步电机的矢量型控制系统
        3.1.1 三相异步电机的工作特性及数学建模
        3.1.2 三相异步电机的坐标变换和变换矩阵
        3.1.3 矢量控制系统的基本原理
    3.2 基于三相异步电机的矢量型控制系统SVPWM同步调制策略
        3.2.1 SVPWM同步调制在矢量型控制系统中的扇区划分
        3.2.2 SVPWM同步调制在矢量型控制系统中的脉冲发生比较值的计算
    3.3 本章小结
4 仿真研究与分析
    4.1 仿真环境及模型的搭建
    4.2 SVPWM同步调制策略与传统SVPWM异步调制策略谐波对比分析
        4.2.1 谐波分析方法
        4.2.2 电机谐波对比分析
    4.3 不同模式SVPWM调制策略之间的切换
        4.3.1 3kW电机切换仿真分析
        4.3.2 3.9MW电机切换仿真分析
    4.4 多模式SVPWM调制下电机运行在全速度段时的速度跟踪情况
        4.4.1 3kW电机在全速度段运行时的仿真分析
        4.4.2 3.9MW电机在全速度段运行时的仿真分析
    4.5 本章小结
5 实验研究与分析
    5.1 三相异步电机调速平台介绍
    5.2 控制系统软件设计
    5.3 实验结果与分析
        5.3.1 SVPWM同步调制策略与传统SVPWM异步调制策略谐波对比分析
        5.3.2 不同模式SVPWM调制策略之间的切换实验
        5.3.3 多模式下电机在全速度段运行时的实验分析
    5.4 本章小结
6 结论
    6.1 全文总结
    6.2 未来研究工作展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果及奖励


【参考文献】：
期刊论文
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[2]城轨交通牵引供电系统参数与储能系统容量配置综合优化[J]. 诸斐琴,杨中平,林飞,信月.  电工技术学报. 2019(03)
[3]开关变换器调制技术的分类与综述[J]. 周国华,赵泓博,毛桂华,周述晗,徐顺刚.  中国电机工程学报. 2018(21)
[4]基于SHE-PWM的车网耦合谐振主动抑制策略研究[J]. 张润泽,林飞,杨中平,曹虎,刘玉萍.  电工技术学报. 2018(S1)
[5]一种基于计算开关角的SVPWM同步调制策略[J]. 朱龙胜,方晓春,林飞,杨中平,李华.  中国电机工程学报. 2018(13)
[6]三电平逆变器同步不连续空间矢量调制输出电流优化策略[J]. 谷鑫,刘潮,张国政,史婷娜,夏长亮.  电工技术学报. 2019(05)
[7]三电平逆变器综合性能优化不连续空间矢量调制策略[J]. 史婷娜,刘潮,张国政,谷鑫,夏长亮.  电工技术学报. 2018(24)
[8]基于伏-秒平衡特解规划的三电平中点电位低频脉动抑制PWM[J]. 刘毅,谭国俊,何晓群.  电工技术学报. 2017(18)
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[10]有源钳位三电平变频器改进SVPWM策略[J]. 戴鹏,石祥龙,朱晓莹,朱信威.  电工技术学报. 2017(14)



本文编号：3315930