高压变频器在钢厂环冷风机控制中的应用研究

论文摘要

随着对能源问题的日益关注,节能是必然的趋势。我国发电能耗大部分消耗于大功率高压交流电动机;这类高压电动机广泛用于拖动风机、水泵等各种负载设备,而且大多数采用恒速拖动,通过其他工艺设备调节来满足工艺要求,造成了能源的浪费。电动机交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。高压变频器作为高压电动机的主要调速手段,被国内外公认为最有发展前途的调速方式,也被广大用户认可。本文研究高压变频器的拓扑结构和控制方式;对各种拓扑结构的构成、原理和优缺点,交流调速的各种控制方式的原理和优缺点进行深入分析和研究;同时对高压变频器实际应用中的谐波及轴电流问题进行深入探讨;详细研究单元级联型高压变频器的多重化整流技术、拓扑结构和PWM控制算法;最后,通过前面的研究建立单元级联型高压变频器的MATLAB模型,确定交流调速控制算法,并对级联型高压变频器在钢厂实际项目中的应用设计进行仿真验证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 高压变频器的发展及现状
• 1.3 高压变频器在实际中的应用情况
• 1.4 本文的研究内容及目的意义
• 第二章 高压变频器的拓扑结构
• 2.1 高压变频器多脉波整流器的结构
• 2.2 二极管箝位多电平拓扑结构逆变器
• 2.2.1 二极管箝位逆变器的拓扑结构
• 2.2.2 二极管箝位逆变器的多电平输出
• 2.2.3 二极管箝位多电平逆变器的优缺点
• 2.3 飞跨电容箝位多电平拓扑结构逆变器
• 2.3.1 飞跨电容箝位逆变器的拓扑结构
• 2.3.2 飞跨电容箝位逆变器的多电平输出
• 2.3.3 飞跨电容箝位多电平逆变器的优缺点
• 2.4 单元级联多电平拓扑结构逆变器
• 2.4.1 相同直流电压单元级联逆变器的拓扑结构
• 2.4.2 相同直流电压单元级联逆变器的多电平输出
• 2.4.3 不同直流电压单元级联逆变器的拓扑结构
• 2.4.4 不同直流电压单元级联逆变器的多电平输出
• 2.4.5 单元级联多电平逆变器的优缺点
• 2.5 电流源型高压变频器
• 2.6 小结
• 第三章 高压变频器的控制方式
• 3.1 异步电动机模型
• 3.2 异步电动机的控制
• 3.2.1 异步电动机恒压频比（V/f）控制
• 3.2.2 交流电动机的坐标系与空间矢量的概念
• 3.2.3 异步电动机矢量控制
• 3.2.4 直接转矩控制简介
• 3.2.5 异步电动机磁链估计
• 3.2.6 电压空间矢量
• 3.2.7 异步电动机的直接转矩控制
• 3.3 同步电动机的控制
• 3.3.1 同步电动机模型
• 3.3.2 同步电动机矢量控制
• 3.3.3 同步电机直接转矩控制
• 3.4 小结
• 第四章 高压变频器应用中的问题
• 4.1 高压变频器的谐波和轴电流分析
• 4.1.1 高压变频器的谐波分析
• 4.1.2 轴电压分析
• 4.1.3 轴电压的测定
• 4.1.4 轴电流分析
• 4.1.5 轴电流的预防
• 4.2 本章小结
• 第五章 高压变频器在钢厂主抽风机中的应用及研究
• 5.1 项目简介
• 5.2 高压变频器的计算
• 5.2.1 变频器额定容量的计算
• 5.2.2 高压变频器加减速时间的校核
• 5.3 高压变频器（FSDRIVE-MV15）的仿真
• 5.3.1 移相变压器、移相角仿真
• 5.3.2 高压变频器波形仿真
• 5.3.3 高压变频器谐波仿真
• 5.3.4 同步电动机仿真
• 5.3.5 高压变频器启动仿真
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文