级差足够小的六脉波双变量交交变频器控制策略的研究

论文摘要

本文针对“专用、低成本、特色”变频器的发展方向,提出了一种基于双变量理论的低成本交交变频器的设计方案。主回路采用六脉波零式结构,省去了传统的零电流检测与逻辑闭锁装置,大大简化了电路结构,降低了成本,并且在双变量理论下可以实现整个调速范围内的自然无环流。控制回路采用全数字化设计,实用性强、可靠性高、能满足实际的需要。文中结合双变量理论分析并验证了级差足够小的控制策略,针对2分频以下的调速范围,提出了理论上可以做到级差任意小的“平均周期法”,同时给出了任意分频公式,并通过试验证明了该方法的正确性。对于2分频以上的调速范围采用与调压调速相结合的方式进行互补,分析了变频调速与调压调速的特点,实现了全范围调速方案。最后设计了试验加载系统,理论与实际进行了结合,通过大量试验结果分析验证了控制理论与控制策略的正确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 概述
• 1.1 影响变频调速系统发展的因素
• 1.1.1 电力电子器件发展
• 1.1.2 控制策略和微电子技术发展
• 1.1.3 国内外变频器研究的方向
• 1.2 交-交变频器的发展和选题意义
• 1.2.1 交-交变频的发展过程
• 1.2.2 选题目的和意义
• 1.3 本文所做的工作
• 1.4 课题来源
• 2 双变量控制理论
• 2.1 双变量控制原理
• 2.1.1 单变量控制原理
• 2.1.2 双变量控制原理
• 2.1.3 自然无环流换流原理
• 2.2 本章小结
• 3 级差足够小的全范围调速策略的研究
• 3.1 有级分频实现无级调速
• 3.2 任意数分频策略的提出
• 3.2.1 双变量交交变频器的输出频率
• 3.2.2 任意数分频方法探讨
• 3.3 同调压相结合的全范围调速策略
• 3.3.1 变频调压相结合思想的提出
• 3.3.2 全范围调速的实现
• 3.4 PID 控制算法与双闭环的实现
• 3.4.1 双闭环系统的PID 控制
• 3.4.2 PID 调节算法
• 3.4.3 转速、电流闭环采样周期选择和实现
• 3.5 本章小节
• 4 试验系统的软硬件设计
• 4.1 硬件系统设计
• 4.1.1 主回路
• 4.1.2 控制回路
• 4.2 软件系统设计
• 4.2.1 程序设计
• 4.2.2 软件抗干扰措施
• 4.3 试验加载系统的设计
• 4.4 测量回路的设计
• 4.5 本章小结
• 5 试验结果与分析
• 5.1 试验步骤及测量仪器说明
• 5.1.1 试验相关说明
• 5.1.2 试验仪器说明
• 5.2 双变量六脉波交-交变频器的试验研究
• 5.2.1 双变量交-交变频器整数分频试验研究
• 5.2.2 双变量交-交变频器非整数分频试验研究
• 5.2.3 双变量交-交变频器任意数分频试验研究
• 5.2.4 级差足够小连续调频调速的试验研究
• 5.3 本章小节
• 6 结论与研究展望
• 6.1 结论
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 附录
• 附录I 试验涉及相关波形
• 附录II 研究生在读期间公开发表的学术论文及科研成果一览表
• 致谢