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基于PWM整流器的交流调速系统的设计

作　者: 张晓锋
导　师: 许伯强
学　校: 华北电力大学（河北）
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 异步电机 PWM整流高功率因数直接功率控制直接转矩控制
分类号: TM921.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

基于PWM整流的交流调速系统采用交直交的变频方式,采用PWM整流代替了传统的二极管不可控整流。PWM整流可以有效改善系统功率因数,并在电机需要制动时将能量回馈电网,实现真正意义上的节能。本文提出了一种新型的交流调速系统方案:整流环节采用直接功率控制,通过直接控制瞬时有功功率、瞬时无功功率,实现PWM整流的高功率因数,该控制方式简单且易于实现数字化;电机控制采用直接转矩控制,通过直接控制电磁转矩和定子磁链实现电机调速,该方法简单且弥补了矢量控制对于电机转子参数敏感的缺陷。进而,通过MATLAB仿真证明:所提出的新型调速系统能够实现单位功率因数,降低输入电流的谐波畸变率,并可以实现电机四象限运行以及能量双向流动。

全文目录

中文摘要  4
英文摘要  4-7
第一章引言  7-11
  1.1 课题背景及其意义  7-8
  1.2 交流异步电机变频调速技术的发展概况  8-9
  1.3 三相电压型PWM 整流器的发展概况  9-10
  1.4 本论文研究的主要内容  10-11
第二章三相电压型 PWM整流器的控制与实现  11-24
  2.1 PWM 整流器的主电路结构  11-12
    2.1.1 PWM整流器的主电路及其工作原理  11-12
    2.1.2 三相电压型PWM整流器的工作原理  12
  2.2 三相电压型PWM 整流器的数学模型  12-16
    2.2.1 三相静止坐标系下的数学模型  13-14
    2.2.2 两相静止坐标系下的数学模型  14-15
    2.2.3 两相旋转坐标系下的数学模型  15-16
  2.3 PWM 整流器的直接功率控制  16-21
    2.3.1 瞬时功率理论  17-18
    2.3.2 功率控制的理论依据  18-19
    2.3.3 直接功率控制  19-20
    2.3.4 开关表的构造  20-21
  2.4 直接功率控制的仿真  21-24
    2.4.1 仿真参数  21-22
    2.4.2 仿真结果  22-24
第三章异步电机的直接转矩控制  24-36
  3.1 异步电机的直接转矩控制的基本原理  24-28
    3.1.1 异步电机的数学模型  24-26
    3.1.2 逆变器的数学模型和电压空间矢量  26-28
  3.2 直接转矩控制控制系统  28-33
    3.2.1 直接转矩控制系统的基本结构  28-29
    3.2.2 磁链控制  29-31
    3.2.3 转矩控制  31-32
    3.2.4 扇区的计算  32
    3.2.5 开关表的构造  32-33
  3.3 直接转矩控制的仿真  33-36
    3.3.1 仿真参数  33-34
    3.3.2 仿真结果分析  34-36
第四章基于 PWM整流器的调速系统的参数设计  36-41
  4.1 变频器容量的选择  36
  4.2 电源变压器  36
  4.3 交流侧电感的设计  36-38
  4.4 直流电容的设计  38-39
  4.5 直流电压给定值的设计  39-40
  4.6 IGBT 的参数设计  40-41
第五章基于 PWM整流器的调速系统的 MATLAB仿真  41-52
  5.1 电机的四象限运行  41-42
  5.2 基于PWM 整流器的调速系统的仿真  42-49
    5.2.1 主电路模型  42
    5.2.2 控制结构  42-43
    5.2.3 仿真模型的搭建  43-44
    5.2.4 仿真参数  44-45
    5.2.5 仿真结果  45-49
    5.2.6 仿真结果分析  49
  5.3 实验结果分析  49-52
    5.3.1 实验设备及其参数  49-50
    5.3.2 实验结果分析  50-52
第六章结论与展望  52-53
  6.1 结论  52
  6.2 展望  52-53
参考文献  53-56
致谢  56-57
在学期间发表的学术论文和参加科研情况  57

基于PWM整流器的交流调速系统的设计

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