多重电压的PWM调节的高压变频控制系统

论文摘要

交流电动机以其结构简单,维护容易而逐渐取代了直流电动机,成为传动领域的主角。特别在高压大功率领域,交流电动机更是有着直流电动机所无法比拟的优势。随着变频技术的发展,交流电机的调速技术已经比较成熟,低压电机的变频调速已经能够成功运用于工业实践。在变频理论上,低压变频的系统结构和相关参数的设置分析也已经积累了大量的经验参数。但是在中高压变频领域,由于功率器件的耐压等级不够,还不能直接借鉴低压变频的经验。高压变频的电路拓扑结构复杂,新型的算法和理论非常多,在实际应用中谐波和功率因数的问题仍是研究的热点。随着高压电机的广泛应用,对高压变频的要求也逐渐提高,不但要达到调速和节能目的,更要保证变频器本身的绿色环保。所以进一步研究高压变频的结构和算法仍是一个重要的课题。本文将会对高压变频的主要拓扑结构和原理进行分析,特别针对功率单元串联方式下的多重电压输入和PWM输出算法进行探讨,对于磁通定向的PWM算法进行定性定量分析,提出一种比较适合于功率单元串联高压变频器的PWM输出算法,将电动机和逆变输出一体化分析,以求能够有更好的控制效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的意义
• 1.2 高压变频的研究现状
• 1.3 需要进一步研究的问题
• 1.4 本文的研究工作
• 第二章 三电平电压源型高压变频器的技术分析
• 2.1 高压变频器的系统结构
• 2.2 三电平高压变频的基本原理
• 2.2.1 二极管箝位三电平电路的基本原理
• 2.2.2 二极管箝位三电平电路的输出波形
• 2.2.3 飞跨电容箝位三电平电路简介
• 2.3 小结
• 第三章 多电平高压变频器的拓扑结构
• 3.1 二极管箝位五电平逆变器的结构
• 3.2 飞跨电容箝位五电平逆变器的结构
• 3.3 小结
• 第四章 多重电压的功率单元串联高压变频系统
• 4.1 功率单元串联高压变频系统的拓扑结构
• 4.1.1 功率单元的串联结构
• 4.1.2 功率单元的单元结构
• 4.2 整流输入电压的多重化原理分析
• 4.2.1 变压器的移相基本原理
• 4.2.2 变压器的任意角度移相方案
• 4.3 多重化整流的输入谐波分析
• 4.3.1 单重电压下的整流输入谐波
• 4.3.2 双重和多重电压下的整流输入谐波
• 4.4 多重化整流的输出直流波形分析
• 4.5 小结
• 第五章 功率单元串联高压变频系统的PWM 算法分析
• 5.1 脉宽调制PWM 技术简介
• 5.2 正弦波SPWM 技术分析
• 5.3 高电压利用率的调制波变换技术
• 5.3.1 调制波波形变换技术的理论基础
• 5.3.2 三次谐波叠加的高电压利用率方案
• 5.4 功率单元串联的载波移相调制
• 5.4.1 关于PWM 的载波移相
• 5.4.2 功率单元的载波移相
• 5.5 磁通定向的PWM 方法
• 5.5.1 磁通定向的理论基础
• 5.5.2 电机变频器一体化研究的理论基础
• 5.5.3 磁通定向矢量的合成逻辑
• 5.5.4 磁通定向方法的电压利用率
• 5.6 小结
• 第六章 基于载波移相的磁通定向PWM 算法研究
• 6.1 磁通定向电压矢量的功率单元串联合成
• 6.2 功率单元的最优化选择
• 6.3 磁通定向PWM 算法与电机直接转矩控制
• 6.4 功率单元串联高压变频系统的输出谐波分析
• 6.5 小结
• 结束语
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间学术论文目录
• 致谢