单元串联多电平高压变频器若干控制策略研究

论文摘要

随着电气传动技术的发展,高压变频器在电机节能降耗上发挥了重要的作用。国内对于单元串联多电平高压变频器的研究,是我国电力电子领域少有的几项一直处于国际先进水平的有重大意义的研究技术之一。本论文以单元串联多电平高压变频器为研究对象,从系统构成入手,主要针对高压变频器的PWM技术、瞬时停电再起动技术、直流制动技术以及功率单元旁路技术进行了全面的理论分析、实验研究。本文首先简单介绍了该种变频器的基本原理、基本构成、各部分的关系及作用。接着从两电平载波型SPWM控制入手,分析了移相SPWM控制方法,通过实验验证了该方法的有效性,并对变频器的输出性能进行了分析。为了提高变频器的控制性能,本文针对高压变频器特点,提出了两种实现瞬时停电再起动技术的方法:一种基于V/f控制系统的通过增加瞬停检测装置来实现的方法;另外一种是具有最大电流限制功能的基于定子电流矢量的转速估算方法。为了提高可靠性,本文实现直流制动技术时提出了一种步进式升压方式,通过实验证明了该方法能有效避免制动时过电流。本文研究功率单元旁路技术时,提出了一种智能旁路技术和三种旁路电压控制方法均能有效提高调速系统的可靠性,具有普遍的工程化意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 高压变频器技术的发展现状及趋势
• 1.2 高压变频器的分类
• 1.3 本论文的研究内容
• 第2章 单元串联多电平高压变频器系统
• 2.1 单元串联多电平高压变频器的基本原理
• 2.2 单元串联多电平高压变频器系统的基本构成
• 2.2.1 输入部分
• 2.2.2 功率变换部分
• 2.2.3 检测与保护部分
• 2.2.4 控制部分
• 2.3 本章小结
• 第3章 高压变频器PWM控制技术研究
• 3.1 载波型SPWM控制方法的研究
• 3.1.1 两电平载波型SPWM控制
• 3.1.2 移相SPWM控制方法的研究
• 3.2 单元串联多电平高压变频器的输出性能分析
• 3.3 本章小结
• 第4章 高压变频器瞬时停电再起动控制策略研究
• 4.1 变频器瞬时停电再起动的几种控制策略分析
• 4.2 基于V/f控制的瞬时停电再起动功能的实现
• 4.2.1 原理
• 4.2.2 实现系统
• 4.2.3 实现步骤
• 4.2.4 实验及分析
• 4.3 基于定子电流矢量转速估算的瞬时停电再起动
• 4.3.1 基于定子转矩电流矢量的转速估算
• 4.3.2 转矩电流的检测方法
• 4.3.3 最大电流限制控制器的设计
• 4.3.4 瞬时停电再起动的实现
• 4.3.5 实验及分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 高压变频器直流制动控制策略研究
• 5.1 直流制动原理及实现时应考虑的因素
• 5.2 实验及分析
• 5.3 本章小结
• 第6章 高压变频器功率单元旁路控制策略研究
• 6.1 传统功率单元旁路技术
• 6.2 智能旁路技术
• 6.3 旁路电压控制方法研究
• 6.4 实验及分析
• 6.5 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献