高功率因数变频器长线驱动系统的研究
发布时间：2022-02-08 23:09
随着环境日益恶化和化石能源的不断枯竭,节能减排工作进一步加强,变频器驱动系统由于节能效率高得到广泛应用。不过对变频器的要求也不断提高,一方面是由于用电设备的增多带来的谐波问题愈发受到各国的重视,相关法律法规对耗能设备提出越来越多的规范,尤其是高功率因数逐渐成为变频器的重要指标。另一方面是在变频器的广泛应用中,用户对变频器性能要求越来越高。此外,由于长线驱动电机的场合不断增多,给变频器的设计带来更大的难度,因此本文不仅对一般变频器系统进行研究,还对应用在长线驱动场合的变频器进行优化。本文首先介绍了高功率因数变频器长线驱动系统的结构,三相功率因数校正电路（PFC）和电机驱动电路是高功率因数变频器的主要组成部分,并且都属于电压型变流器,因此从原理上分析变频器的同时建立起两者的联系,包括控制目标和数学模型两个方面。基于两者相似的原理,可以得到许多统一的控制策略来简化变频器的设计。然后通过小信号模型以三相PFC为例分析了传统固定参数的PI控制的缺陷,以及基于内模原理分析了PI控制在谐波抑制上的局限性,因此为了实现变频器的高性能运行,需要对其控制策略进行优化,进而提出分段并联型重复控制,它兼具分段...
【文章来源】：浙江大学浙江省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 课题研究现状与基础
1.2.1 变频器研究现状
1.2.2 三相PFC研究现状
1.2.3 电机驱动电路研究现状
1.2.4 长线驱动研究现状
1.3 论文主要工作
1.3.1 高功率因数变频器长线驱动系统组成
1.3.2 本论文具体工作
第2章 三相PFC与电机驱动电路的原理及控制
2.1 控制原理与目标
2.1.1 三相PFC
2.1.2 电机驱动电路
2.2 数学模型
2.2.1 三相PFC
2.2.2 电机驱动电路
2.3 控制策略的相似性
2.3.1 空间矢量调制技术SVPWM
2.3.2 双闭环PI控制与解耦控制
2.3.3 抑制谐波的控制技术
2.4 本章小结
第3章 变频器系统控制策略的优化
3.1 基于三相PFC小信号模型的分段PI控制
3.1.1 小信号模型
3.1.2 模型等效电路
3.1.3 分段PI控制
3.2 三相PFC的并联型重复控制及其分段控制
3.3 基于遗传算法对控制参数的优化
3.4 变频器启动电机控制策略
3.4.1 启动策略
3.4.2 仿真与实验验证
3.5 本章小结
第4章 长线驱动滤波器及关键硬件的设计
4.1 长线驱动的负面效应
4.2 长线驱动差模滤波器
4.2.1 电缆末端差模过压分析
4.2.2 差模滤波器设计
4.3 长线驱动共模滤波器
4.3.1 共模等效电路分析
4.3.2 共模滤波器设计
4.4 变频器硬件
4.4.1 电机驱动器硬件电路
4.4.2 三相PFC硬件电路
4.4.3 EMI滤波器
4.5 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 本文主要工作总结
5.2 后续研究工作展望
附录
参考文献
硕士在读期间论文发表情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈高性能变频器的应用市场[J]. 邹红飞. 电世界. 2017(10)
[2]变频节能依然大有可为[J]. 王占奎. 变频器世界. 2017 (07)
[3]我国变频器市场整体稳定 国产品牌呈上升趋势[J]. 电源世界. 2017 (06)
[4]一种表贴式永磁同步电机电流矢量闭环I/f控制方法[J]. 王萌,杨家强,张翔,祝长生. 中国电机工程学报. 2015(10)
[5]我国变频器市场发展趋势预测分析[J]. 刘福禄. 重庆工贸职业技术学院学报. 2012 (04)
[6]基于重复控制的并联型混合有源滤波器高性能控制策略[J]. 洪磊,陈晓,陈国柱. 电力自动化设备. 2012(10)
[7]采用三相四桥臂抑制逆变器共模干扰的SPWM控制策略[J]. 黄劲,熊蕊,王志,左文平,邹云屏. 电工技术学报. 2009(03)
博士论文
[1]高性能模块化并联有源电力滤波器若干关键技术研究[D]. 陈冬冬.浙江大学 2018
[2]永磁同步电动机无位置传感器控制与高性能运行策略的研究[D]. 孙伟.浙江大学 2017
[3]永磁同步电机全速度范围无位置传感器控制策略研究[D]. 王子辉.浙江大学 2012
[4]现代变频调速系统负面效应研究及其对策[D]. 姜艳姝.哈尔滨理工大学 2007
[5]PWM逆变器传导电磁干扰的研究[D]. 裴雪军.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]基于DSP28335三电平APF比例谐振控制方法的研究[D]. 李思佳.东北农业大学 2019
[2]高压变频器长线电缆驱动系统负面效应分析及其对策[D]. 黎燕.西南交通大学 2016
[3]永磁同步电机高效V/F控制方法研究[D]. 朱明东.湖南大学 2013
[4]变频系统长线电缆的研究及过电压抑制[D]. 张珍.大连理工大学 2009
本文编号：3615927
【文章来源】：浙江大学浙江省211工程院校985工程院校教育部直属院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 课题研究现状与基础
1.2.1 变频器研究现状
1.2.2 三相PFC研究现状
1.2.3 电机驱动电路研究现状
1.2.4 长线驱动研究现状
1.3 论文主要工作
1.3.1 高功率因数变频器长线驱动系统组成
1.3.2 本论文具体工作
第2章 三相PFC与电机驱动电路的原理及控制
2.1 控制原理与目标
2.1.1 三相PFC
2.1.2 电机驱动电路
2.2 数学模型
2.2.1 三相PFC
2.2.2 电机驱动电路
2.3 控制策略的相似性
2.3.1 空间矢量调制技术SVPWM
2.3.2 双闭环PI控制与解耦控制
2.3.3 抑制谐波的控制技术
2.4 本章小结
第3章 变频器系统控制策略的优化
3.1 基于三相PFC小信号模型的分段PI控制
3.1.1 小信号模型
3.1.2 模型等效电路
3.1.3 分段PI控制
3.2 三相PFC的并联型重复控制及其分段控制
3.3 基于遗传算法对控制参数的优化
3.4 变频器启动电机控制策略
3.4.1 启动策略
3.4.2 仿真与实验验证
3.5 本章小结
第4章 长线驱动滤波器及关键硬件的设计
4.1 长线驱动的负面效应
4.2 长线驱动差模滤波器
4.2.1 电缆末端差模过压分析
4.2.2 差模滤波器设计
4.3 长线驱动共模滤波器
4.3.1 共模等效电路分析
4.3.2 共模滤波器设计
4.4 变频器硬件
4.4.1 电机驱动器硬件电路
4.4.2 三相PFC硬件电路
4.4.3 EMI滤波器
4.5 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 本文主要工作总结
5.2 后续研究工作展望
附录
参考文献
硕士在读期间论文发表情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈高性能变频器的应用市场[J]. 邹红飞. 电世界. 2017(10)
[2]变频节能依然大有可为[J]. 王占奎. 变频器世界. 2017 (07)
[3]我国变频器市场整体稳定 国产品牌呈上升趋势[J]. 电源世界. 2017 (06)
[4]一种表贴式永磁同步电机电流矢量闭环I/f控制方法[J]. 王萌,杨家强,张翔,祝长生. 中国电机工程学报. 2015(10)
[5]我国变频器市场发展趋势预测分析[J]. 刘福禄. 重庆工贸职业技术学院学报. 2012 (04)
[6]基于重复控制的并联型混合有源滤波器高性能控制策略[J]. 洪磊,陈晓,陈国柱. 电力自动化设备. 2012(10)
[7]采用三相四桥臂抑制逆变器共模干扰的SPWM控制策略[J]. 黄劲,熊蕊,王志,左文平,邹云屏. 电工技术学报. 2009(03)
博士论文
[1]高性能模块化并联有源电力滤波器若干关键技术研究[D]. 陈冬冬.浙江大学 2018
[2]永磁同步电动机无位置传感器控制与高性能运行策略的研究[D]. 孙伟.浙江大学 2017
[3]永磁同步电机全速度范围无位置传感器控制策略研究[D]. 王子辉.浙江大学 2012
[4]现代变频调速系统负面效应研究及其对策[D]. 姜艳姝.哈尔滨理工大学 2007
[5]PWM逆变器传导电磁干扰的研究[D]. 裴雪军.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]基于DSP28335三电平APF比例谐振控制方法的研究[D]. 李思佳.东北农业大学 2019
[2]高压变频器长线电缆驱动系统负面效应分析及其对策[D]. 黎燕.西南交通大学 2016
[3]永磁同步电机高效V/F控制方法研究[D]. 朱明东.湖南大学 2013
[4]变频系统长线电缆的研究及过电压抑制[D]. 张珍.大连理工大学 2009
本文编号：3615927
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