矿井提升机双馈电机的直接转矩控制

发布时间：2017-09-30 09:18

  本文关键词：矿井提升机双馈电机的直接转矩控制

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【摘要】：双馈变频调速系统在2倍速范围内能使电动机的输出功率翻倍,这是其它电力拖动系统不具备的优点。本文研究基于直接转矩控制技术的提升机双馈变频调速系统的理论、控制结构、仿真及实验验证。论文首先讨论在2倍速范围内的双馈变频调速的理论,得出双馈变频调速系统在2倍速范围内双馈电机的输出功率翻倍的结论。然后对转子交-直-交变频器的前端PWM整流器进行理论分析,给出基于矢量控制的数学模型,据此给出双闭环PWM整流器的矢量控制结构图,经仿真验证,给出的数学模型和控制结构图正确可行。本文重点论述了基于直接转矩控制技术的提升机双馈变频调速系统的理论,建立了在转子dq坐标系中的双馈电机的数学模型,给出了根据此数学模型得到的双馈变频调速直接转矩控制系统的结构图及开关状态表。经仿真验证,表明给出的数学模型和控制结构图是正确的。同时还提供了能满足提升工艺要求的复合控制系统的结构图。论文最后介绍了实验验证工作。本文为矿井提升机电力拖动的方案提供了新的思路,具有良好的工业应用前景。
【关键词】：矿井提升机 双馈电动机 直接转矩控制 转子电流最小 PWM整流器
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TD633;TM921
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 绪论16-23
• 1.1 矿井提升机电力拖动系统的国外技术现状16-19
• 1.1.1 大容量矿井提升机电力拖动系统的国外技术现状16-18
• 1.1.2 中小容量矿井提升机电力拖动系统的国外技术现状18-19
• 1.2 矿井提升机电力拖动系统的国内技术现状19-20
• 1.3 双馈电机变频调速与直接转矩控制技术的特点20-22
• 1.3.1 双馈变频调速系统在提升机中应用的优势20-21
• 1.3.2 直接转矩控制技术的特点21-22
• 1.4 论文课题所做的主要工作内容22-23
• 第二章 提升机交流双馈调速系统的调速理论23-33
• 2.1 提升机双馈调速系统的结构23-24
• 2.2 提升机的提升工艺及对拖动系统的要求24-26
• 2.3 双馈电机交直交变频调速理论26-32
• 2.3.1 亚同步区间的调速理论(ω<ω_1)27-30
• 2.3.2 超同步区间的调速理论(ω>ω_1)30-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第三章 PWM整流器的控制理论研究33-44
• 3.1 PWM脉宽调制整流器主电路及脉宽调制电路33-34
• 3.2 数学模型34-36
• 3.2.1 静止坐标系中的数学模型34-35
• 3.2.2 旋转坐标系中的数学模型35-36
• 3.3 PWM整流器电压电流双闭环控制系统36-40
• 3.3.1 控制结构分析36-37
• 3.3.2 θ、E的物理概念及检测37-39
• 3.3.3 i_d、i_q的检测与计算39-40
• 3.3.4 能量从直流侧回馈给交流侧的控制理论40
• 3.4 系统仿真40-42
• 3.4.1 带60Ω负载电阻时的仿真结果40-41
• 3.4.2 突变负载时的仿真结果41-42
• 3.4.3 能量突然回馈电网的仿真结果42
• 3.5 本章小结42-44
• 第四章 双馈电机的直接转矩控制系统的研究44-72
• 4.1 双馈电机的数学模型44-50
• 4.1.1 双馈电机的基本方程44-47
• 4.1.2 双馈电机在两相坐标系上的数学模型47-50
• 4.2 双馈电机调速系统性能指标最佳控制的三种方法50-51
• 4.3 双馈电机变频调速直接转矩控制系统的结构51-53
• 4.4 开关状态表的生成理论53-60
• 4.4.1 按转子电流最小原则选择转子电压空间矢量53-56
• 4.4.2 转子磁链矢量所在的扇区判断56-58
• 4.4.3 根据转矩的偏差选择转子的电压空间矢量58-59
• 4.4.4 超同步区间的转子电压空间矢量的选择59-60
• 4.5 系统运行理论60-63
• 4.5.1 亚同步区间的运行分析60-62
• 4.5.2 超同步区间的运行分析62-63
• 4.6 系统仿真63-70
• 4.6.1 仿真模型的建立63-64
• 4.6.2 仿真波形及结果分析64-70
• 4.7 矿井提升机复合控制系统70-71
• 4.8 本章小结71-72
• 第五章 转子变频器PWM整流器部分的实验研究72-84
• 5.1 硬件设计72-76
• 5.1.1 系统总体结构图72-73
• 5.1.2 开关器件的选型73
• 5.1.3 电量传感器的选型73-74
• 5.1.4 主控芯片的选择74
• 5.1.5 系统采样、调理电路设计74-76
• 5.2 系统软件设计76-80
• 5.2.1 主程序和初始化程序的设计76-77
• 5.2.2 定时器下溢中断子程序的设计77
• 5.2.3 外中断子程序的设计77-79
• 5.2.4 锁相环程序的设计79-80
• 5.2.5 SVPWM调制程序80
• 5.3 实验结果分析80-82
• 5.4 本章小结82-84
• 第六章 总结84-86
• 参考文献86-89
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张晓平;;矿井提升机电力拖动方案探讨[J];数字技术与应用;2010年10期

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3 王晓晨;孙凤香;;矿井提升机双PWM交直交变频调速系统[J];机电工程;2008年02期

4 赵梅花;吴锐;付军;;晶闸管直流调速系统的应用[J];机电产品开发与创新;2007年05期

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本文编号：947357