多相三电平变频器技术研究及物理仿真方案设计

论文摘要

电力推进技术的核心是交流电机的调速技术,随着电力电子技术的飞速发展,采用交流电动机(如同步电动机、永磁电动机、异步电动机等)实现海军舰船电力推进的优势日趋明显,它效率高、体积小、重量轻、免维护、可靠性高,同时隐蔽性强,从国内外发展情况看,交流电力推进正在取代直流电力传动,成为舰船动力的主流。交流电机的调速技术在民用领域已经广泛应用,尤其是中小功率的调速技术已经非常成熟,但在我国军用领域交流电机调速技术还没有进入实用化阶段,对交流电机调速技术在我国船舶上应用研究已经迫在眉睫。针对以上情况,木文开展舰船电力推进用多相三电平变频器技术研究,通过对多相三电平变频器与其它高压变频器方案的比较,确定最优的主电路拓扑方案,论文基于三电平变频器主电路开展控制策略的研究,计算机仿真结果表明采用的三电平控制策略及PWM产生方式完全可行。论文最后提出12相三电平同步电机调速系统的物理仿真方案。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 概述
• 1.1 多相多极同步电机的应用前景
• 1.2 多相永磁同步电机控制系统简介
• 1.2.1 系统结构原理
• 1.2.2 推进变频器的选择
• 1.2.3 同步电机控制策略
• 1.2.4 多电平变换器的发展现状
• 1.2.5 多电平变换器控制策略的研究现状
• 1.3 课题研究的意义
• 2 不同调速系统方案分析比较
• 2.1 三相两电平变频器方案
• 2.2 多相（十二相）H桥型逆变器
• 2.3 多相（十二相）三电平逆变器
• 2.4 方案总结分析
• 3 三相三电平模块的原理
• 3.1 三电平变频器主电路及部分硬件原理
• 3.1.1 二极管钳位电路（DCC）
• 3.1.2 二极管钳位型三电平逆变器主电路
• 3.1.3 三相三电平变频器的主电路设计
• 3.1.4 缓冲吸收电路设计
• 3.1.5 驱动电路设计
• 3.2 三电平逆变器空间矢量控制研究
• 3.2.1 三电平逆变器SVPWM原理基础
• 3.2.2 三电平逆变器输出状态
• 3.2.3 三电平逆变器六角形空间矢量图
• 3.2.4 三电平逆变器输出电压波形
• 3.3 三电平SVPWM调制算法实现
• 3.3.1 SVPWM调频调幅原理
• 3.3.2 SVPWM调制算法
• 3.4 三电平逆变器空间矢量算法优化
• 3.4.1 减少开关损耗的调制算法
• 3.4.2 电容平衡问题的研究
• 4 三电平仿真分析
• 4.1 仿真条件
• 4.2 原理介绍
• 4.2.1 三电平逆变器及其调制方式
• 4.2.2 仿真波形
• 5 12相三电平调速系统物理仿真方案
• 5.1 系统介绍
• 5.1.1 同步电动机变频调速系统目标
• 5.1.2 同步电动机变频调速系统组成及功能
• 5.1.3 同步电动机调速系统结构图
• 5.2 十二相同步电动机三电平变频调速方案主电路实现
• 5.2.1 三电平变频调速系统结构方案
• 5.2.2 十二相三电平调速系统的组成
• 5.2.3 十二相同步电动机三电平逆变器系统主电路
• 5.3 十二相同步电动机三电平逆变器控制系统
• 5.3.1 电力推进单元中央控制器系统
• 5.3.2 DSP控制三电平逆变器分系统模块
• 5.4 基于三电平逆变器的同步电动机矢量控制
• 5.4.1 同步电动机矢量控制原理分析
• 5.4.2 同步电动机按磁通定向矢量控制原理
• 5.5 控制算法设计及系统控制流程图、仿真论证
• 6 结论
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集