逆变器中低共模电压空间矢量脉宽调制策略研究

发布时间：2017-06-04 16:18

  本文关键词：逆变器中低共模电压空间矢量脉宽调制策略研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：变频器输出的共模电压是影响变频驱动系统正常运行的主要负面因素,由于共模电压的影响导致的轴承损坏严重影响电机的使用寿命和运行的稳定性。本文以有效抑制变频器输出的共模电压为目标,在传统电压空间矢量调制策略的基础上,研究一种可以抑制共模电压的电压空间矢量调制策略,为进一步研究共模电压的抑制方法提供理论上的依据。传统电压空间矢量调制策略调制下逆变器产生高共模电压是由于零矢量的作用,使得逆变器输出的共模电压达到直流母线电压的一半。因此,本文提出一种改进型三扇区电压空间矢量调制策略,该调制策略省去了两个零矢量的作用,在六个非零矢量的基础上划分新扇区,并进行非零矢量调制时间的计算和扇区的判断,实现在新扇区内的计算而在传统非零矢量的基础上进行调制的目的。对改进型三扇区SVPWM调制策略的本身特性进行分析可知,该调制策略的调制波形为正弦波,直流母线电压利用率为86.6%,使电动机的相电压和线电压谐波提高了,但抑制了非载波频率整数倍次的谐波,且对电动机相电流的谐波影响不大。通过搭建基于改进型三扇区SVPWM调制策略的MATLAB-simulink仿真模型,并且将其应用于电机控制模型中,通过仿真来分析改进型三扇区SVPWM调制策略的正确性和电机性能；在仿真的基础上搭建基于DSP28335的电机控制系统硬件实验平台和基于MATLAB的GUI可视化图形界面,来进一步验证改进型三扇区SVPWM调制策略的正确性。仿真和实验证明了改进型三扇区SVPWM调制策略理论分析的正确性以及电机运行的稳定性。通过仿真和实验,验证了改进型三扇区SVPWM调制策略可将逆变器输出的共模电压降低为传统电压空间矢量调制策略下逆变器输出共模电压的60%左右。
【关键词】：共模电压 调制策略 电压空间矢量 电机控制系统 可视化图形界面
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM464
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题研究的背景及意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.2.1 国外研究现状12-14
• 1.2.2 国内研究现状14
• 1.3 研究内容14-16
• 第2章 电机控制系统中电压空间矢量调制理论研究与共模电压的抑制16-33
• 2.1 电机驱动控制系统中电压型变频器的介绍16-17
• 2.2 电动机空间矢量调制的控制系统基本原理17-22
• 2.2.1 电机定子各物理量空间矢量的定义17-19
• 2.2.2 电机定子中电压空间矢量和磁链空间矢量的关系19-20
• 2.2.3 逆变器输出的电压空间矢量的分析20-22
• 2.3 传统电压空间矢量调制策略调制逆变器产生共模电压的原因22-24
• 2.4 可抑制共模电压的改进型三扇区SVPWM调制策略的设计24-31
• 2.4.1 改进型三扇区SVPWM调制策略的设计原理24
• 2.4.2 改进型三扇区SVPWM调制策略的电压空间矢量作用时间的计算24-28
• 2.4.3 改进型三扇区SVPWM调制策略扇区判断条件的确定28-30
• 2.4.4 改进型三扇区SVPWM调制策略的硬件实现方法30-31
• 2.5 改进型三扇区SVPWM调制策略的特性分析31-33
• 2.5.1 改进型三扇区SVPWM调制策略隐含调制波的显化31-32
• 2.5.2 改进型三扇区SVPWM调制策略的母线电压利用率分析32-33
• 第3章 基于MATLAB-simulink的改进型三扇区SVPWM调制策略的模型搭建33-42
• 3.1 MATLAB-simulink仿真模块简介33
• 3.2 改进型三扇区SVPWM调制策略的模型搭建33-40
• 3.2.1 新扇区判断模块的设计34-35
• 3.2.2 新扇区相邻新矢量作用时间计算模块的设计35-37
• 3.2.3 PWM波形的开关动作时间计算模块的设计37-39
• 3.2.4 PWM调制波形生成模块的设计39-40
• 3.3 改进型三扇区SVPWM调制策略在电机驱动系统中的仿真应用40-42
• 第4章 改进型三扇区SVPWM调制策略的变频驱动实验平台的设计42-58
• 4.1 变频驱动实验平台的硬件设计42-49
• 4.1.1 变频器主电路的设计42-46
• 4.1.2 变频器驱动电路的设计46-47
• 4.1.3 采样电路的理论设计47-49
• 4.1.4 TMS320LF28335处理器简介49
• 4.2 变频驱动实验平台的软件结构的编写49-56
• 4.2.1 基于DSP28335的软件程序的编写49-54
• 4.2.2 基于MATLAB的GUI可视化图形界面软件程序的编写54-56
• 4.3 实验平台的设计56-58
• 第5章 仿真与实验结果分析58-67
• 5.1 仿真结果分析58-64
• 5.1.1 改进型三扇区SVPWM调制策略仿真分析58-60
• 5.1.2 改进型三扇区SVPWM调制策略调制逆变器输出共模电压仿真分析60
• 5.1.3 电动机性能的仿真研究60-63
• 5.1.4 电动机输出电压的谐波分析63-64
• 5.2 实验结果分析64-67
• 5.2.1 改进型三扇区SVPWM调制策略实验波形分析64-65
• 5.2.2 改进型三扇区SVPWM调制策略调制逆变器输出的共模电压实验分析65-66
• 5.2.3 基于MATLAB的GUI可视化图形界面的实验结果66-67
• 第6章 结论与展望67-69
• 6.1 结论67-68
• 6.2 展望68-69
• 参考文献69-71
• 附录A 改进型三扇区SVPWM调制策略子程序71-74
• 在学研究成果74-75
• 一、发表论文74
• 二、科研项目74-75
• 致谢75

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 蒋路平;风电·光电中的逆变器选择[J];太阳能;2003年05期

2 蒋路平;;风光发电系统中逆变器的选择[J];中国建设动态.阳光能源;2005年03期

3 盛立健;张先飞;郑建勇;;Z源逆变器的研究[J];江苏电器;2008年02期

4 丁成伟;高鹤;赵吉利;;一种实用的车载逆变器的设计[J];今日电子;2008年03期

5 ;凯翔专业为逆变器检测提供解决方案——逆变器负载柜[J];电源技术应用;2009年05期

6 刘耀宏;;逆变器[J];信息系统工程;2010年05期

7 ;您的光伏逆变器还没检测?凯翔来给您支招![J];电源技术应用;2010年11期

8 张艺东;;SPWM逆变器调制方式的研究[J];科技创新与生产力;2011年05期

9 张杨俊;王大伟;闫民华;詹景君;;Z源逆变器[J];电源世界;2011年04期

10 郝丽娟;;全球市场准入并网光伏逆变器研讨会在苏召开[J];认证技术;2011年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 牟必骏;;关于辊道电机逆变器容量的计算和选型[A];中国计量协会冶金分会2009年年会论文集[C];2009年

2 明正峰;钟彦儒;;用于电机驱动的谐振极ZVT-PWM逆变器功耗及效率分析[A];第11届全国电气自动化电控系统学术年会论文集[C];2002年

3 郭荥祥;巩瑞春;袁红霞;;单相SPWM逆变器重复控制技术的仿真研究[A];冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年

4 于海龙;刘锋;;一种新型便携式逆变器的分析与设计[A];冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年

5 郭荣祥;巩瑞春;袁红霞;;单相SPWM逆变器重复控制技术的仿真研究[A];全国冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年

6 于海龙;刘锋;;一种新型便携式逆变器的分析与设计[A];全国冶金自动化信息网年会论文集[C];2004年

7 肖岚;;逆变器综合课程设计教学平台的开发[A];第二届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集（下册）[C];2004年

8 李德华;余望;张志远;余敬东;;一种新型控制方法在单相逆变器中的应用[A];浙江省电源学会第十届学术年会暨新能源开发与电力电子研讨会论文集[C];2006年

9 杨奇;黄文新;胡育文;钱海;;应用于异步起动机的新型L-源逆变器[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年

10 张超华;汤雨;谢少军;;改进Z源逆变器设计[A];2008中国电工技术学会电力电子学会第十一届学术年会论文摘要集[C];2008年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 涂露芳;北京大型光伏逆变器基地奠基[N];北京日报;2010年

2 本报记者 张子瑞;逆变器行业逆市扩张[N];中国能源报;2011年

3 本报记者 徐建华;光伏逆变器：“寒冬”中逆势而上[N];中国质量报;2012年

4 本报记者 徐恒;国产逆变器：市场好竞争力弱[N];中国电子报;2012年

5 张志辉;致力于提供高性能的光伏逆变器[N];中国能源报;2012年

6 CUBN 记者 周洪博;光伏逆变器或提振光伏产业[N];中国联合商报;2012年

7 广东 付兵彭;简易方波12V转220V交流逆变器电路图[N];电子报;2012年

8 王辉;2012年全球光伏逆变器将破70亿美元[N];中国能源报;2012年

9 浙江 吴建龙;简易逆变器的制作[N];电子报;2013年

10 本报记者 朱怡;逆变器制造商转向电站开发[N];中国电力报;2014年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 赵方平;光伏并网逆变器关键问题研究[D];上海大学;2015年

2 蔡春伟;串联型高增益Z源逆变器及其应用研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

3 丁凯;混合多电平逆变器拓扑及其市制方法研究[D];华中科技大学;2004年

4 庄凯;输入串联输出并联逆变器系统控制策略的研究[D];南京航空航天大学;2008年

5 陈金平;多电平直流环节逆变器新型拓扑与调制方法研究[D];长安大学;2013年

6 范功诚;混合动力电动车中高性能Z源逆变器控制器研究[D];华中科技大学;2013年

7 单庆晓;级联型逆变器关键技术研究[D];国防科学技术大学;2003年

8 裴雪军;PWM逆变器传导电磁干扰的研究[D];华中科技大学;2004年

9 佟为明;PWM逆变器特定消谐式谐波抑制技术的研究[D];哈尔滨工业大学;1999年

10 王姿雅;多电平二级管钳位型逆变器电容电压平衡SVM算法及其应用研究[D];湖南大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 苏宝珍;基于Quasi-Z源逆变器的光伏并网/储能组合控制研究[D];燕山大学;2015年

2 郝鑫;并网微逆变器的研究与设计[D];华南理工大学;2015年

3 唐鲲;基于太阳能发电的UPS的研究[D];昆明理工大学;2015年

4 姚乐乐;光伏逆变器的并网研究[D];河北联合大学;2014年

5 杜弯;三相T型三电平光伏逆变器技术研究[D];燕山大学;2015年

6 马瑜冰;地铁再生制动能量利用方案的研究[D];西南交通大学;2015年

7 王思;Z源逆变器拓扑及控制方法的研究[D];西南交通大学;2015年

8 李小涛;E公司光伏逆变器产品失败案例研究[D];华中师范大学;2015年

9 张路;容错型三相四开关有源电力滤波器控制研究[D];山东大学;2015年

10 阮永宝;基于PLC的微型逆变器智能光伏并网系统及PLC信道特性研究[D];云南师范大学;2015年

  本文关键词：逆变器中低共模电压空间矢量脉宽调制策略研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：421507