异步电机准方波磁场的研究与实现

论文摘要

随着以电力电子器件为基础的电力电子技术和交流电机控制技术的飞速发展，异步电机调速技术日趋成熟。传统异步电机内部均为正弦波旋转磁场，具有许多优点，然而此类磁场并不是最优磁场。本文提出异步电机准方波磁场技术，以准方波旋转磁场代替传统正弦波磁场，提高电机输出功率及电机效率。文章从分析准方波磁场异步电机的基本方程出发，得出准方波磁场条件下，各电压电流波形及输出功率和效率，并给出准方波磁场异步电机在变压调速，变压变频调速及变频调速下的机械特性。文章还设计了以DSP中央控制器为核心的准方波磁场异步电机控制系统，并通过并联电容得到梯形波输入电压，改善激磁电流波形，所得实验结果与理论分析一致。全控型器件逆变电路适用于中小功率场所，而在大功率情况下，可控硅电路具有更大的优越性。为了保证可控硅可靠关断，需要改造逆变电路主回路。文章最后给出了三种关断可控硅的方案，即通过LC振荡电路加反压换流，通过附加电源加反压换流及通过LC振荡电路电流换流，并分析了三种方案的优缺点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 电力电子技术
• 1.1.1 电力电子器件的发展
• 1.1.2 逆变技术
• 1.1.3 PWM技术
• 1.2 交流电机控制技术
• 1.3 传统异步电机磁场的特点
• 第二章 准方波磁场异步电机的运动分析
• 2.1 准方波磁场异步电机的波形分析
• 2.1.1 准方波磁场异步电机的基本方程
• 2.1.2 输入为正弦波时的仿真波形
• 2.1.3 输入为方波时的仿真波形
• 2.1.4 输入为准方波（梯形波）时的仿真波形
• 2.2 准方波磁场异步电机的功率和效率
• 2.3 准方波磁场异步电机的机械特性
• 2.3.1 准方波磁场异步电机的等效电路
• 2.3.2 准方波磁场异步电机变压调速时的机械特性
• 2.3.3 准方波磁场异步电机变压变频调速时的机械特性
• 2.3.4 准方波磁场异步电机变频调速时的机械特性
• 第三章 基于全控型器件的准方波磁场异步电机控制系统及实验结果
• 3.1 电机改造及电压波形生成
• 3.2 准方波磁场异步电机控制系统
• 3.2.1 DSP控制平台
• 3.2.2 全控型器件的驱动电路
• 3.2.3 准方波输入电压的主回路设计
• 3.3 实验结果
• 第四章 基于可控硅的准方波磁场异步电机控制系统及实验结果
• 4.1 可控硅的优点及其特点
• 4.2 晶闸管的驱动电路
• 4.3 可控硅主回路方案
• 4.3.1 功率器件的换流方式
• 4.3.2 通过LC振荡电路加反压关断晶闸管
• 4.3.3 通过外加附加电源加反压关断晶闸管
• 4.3.4 通过电流换流关断晶闸管
• 4.4 更高电压场所的应用
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢