论文题目: 功率因数闭环的双PWM变频调速系统研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 检测技术与自动化装置
作者: 赵昱阳
导师: 李正熙
关键词: 功率因数闭环,整流,逆变,交流调速
文献来源: 北方工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文在总结和研究当前双PWM变频调速基础理论和常见技术的基础上,设计并研究了一种基于DSP的整流侧功率因数闭环、逆变侧转差频率控制的双PWM异步电机变频调速系统。在设计和研究工作的基础上,制作了一台输出功率为4KW的双PWM电机系统开发平台,并完成了实际应用软件设计,调试成功了部分软件,初步实现了电机的正常运行。在设计和研究过程中通过计算机仿真和样机开发实验等研究手段对双PWM变频调速系统的各个部分,从工作原理、数学模型、设计方案和实现方法等方面进行了较为深入的理论研究。 PWM整流系统是本课题研究的重点问题,本文分析了PWM整流电路的拓扑结构、工作原理及数学模型,并对当前几种常见的PWM整流控制方案进行了介绍和分析。在此基础上提出了功率因数闭环的控制思路,并设计了功率因数闭环控制的PWM整流器方案,即在电流跟踪型PWM整流器的基础上引入功率因数调节器,实现PWM整流器的功率因数闭环控制。在对此方案的研究中,应用计算机仿真技术,利用MATLAB提供的电力电子工具箱在Simulink仿真环境下进行了大量仿真实验。试验结果表明该系统保留电流跟踪型PWM整流器响应快、谐波小、可靠性高的特性,同时改善了功率因数的响应特性,实现了功率因数的实时调节。MATLAB仿真试验验证了系统的正确性和可行性。 在对逆变侧变频调速系统的研究中,分析和研究了异步电机变频调速系统的几种控制方案,同时重点研究了PWM技术在交流变频调速系统中的应用,以及基于双DSP的全数字控制平台的SPWM和SVPWM实现方法。依据转差频率控制系统设计思想,在双DSP电机系统开发平台上对系统控制器进行了程序设计,调试成功了部分软件,完成了对了电机转速电流、电压等反馈参数的调节整定,初步实现了电机的正常运行。 以上的研究工作是在双PWM变频调速理论的基础上进行的创新和实践。功率因数闭环控制方案对于PWM整流器的研究具有一定参考价值;双PWM电机系统开发平台的研制和在此平台上进行的逆变调速系统研究工作,为今后进一步研究打下良好的基础。
论文目录:
摘要
Abstract
引言
第一章 绪论
1.1 双PWM交流变频调速系统简介
1.1.1 系统构成
1.1.2 性能特点
1.2 双PWM交流变频调速技术与电力电子器件的发展与现状
第二章 PWM整流技术
2.1 PWM整流电路工作原理
2.1.1 PWM整流器的分类
2.1.2 PWM整流主电路分析
2.1.3 PWM整流数学模型
2.2 PWM整流电路控制方案
2.2.1 滞环电流控制
2.2.2 间接电流控制
2.2.3 最小时间电流控制
2.2.4 谐振反馈电流控制
2.2.5 基于李亚普诺夫稳定性理论的电流控制策略
2.3 小结
第三章 PWM逆变变频调速技术
3.1 异步电机的坐标系与空间矢量
3.1.1 异步电机的坐标系
3.1.2 空间矢量的概念
3.1.3 矢量坐标变换
3.2 三相异步电动机的数学模型
3.2.1 三相异步电动机在三相静止坐标系上的数学模型
3.2.2 三相异步电动机在二相静止坐标系上的数学模型
3.2.3 三相异步电动机在两相同步旋转坐标系上的数学模型
3.3 交流调速的脉宽调制(PWM)控制技术
3.3.1 电压正弦PWM
3.3.2 电流正弦PWM
3.3.3 磁通正弦PWM
3.4 交流变频调速控制方案
3.4.1 恒压频比控制的异步电机变压变频调速系统
3.4.2 异步电机转差频率控制的变频调速系统
3.4.3 异步电机矢量控制系统
3.4.4 异步电机直接转矩控制系统
3.5 小结
第四章 基于DSP的功率因数闭环的双PWM异步电机变频调速系统
4.1 数字信号处理器(DSP)简介
4.2 交流电机数字控制系统特点
4.3 数字控制系统的一般问题
4.4 基于DSP的功率因数闭环的双PWM异步电机变频调速系统设计方案
4.4.1 系统主回路设计
4.4.2 系统控制结构设计
4.5 小结
第五章 功率因数闭环PWM整流系统控制方案设计与仿真
5.1 整流侧控制方案
5.2 电力电子计算机仿真技术简介
5.3 功率因数闭环PWM整流系统仿真结构与控制参数设计
5.3.1 系统建模
5.3.2 仿真试验
5.4 仿真实验中应注意的问题
5.4.1 代数环问题
5.4.2 确定采样周期
5.4.3 Simulink仿真参数的选择
5.5 仿真结果与分析
5.6 小结
第六章 转差频率控制的变频调速系统在双DSP电机系统开发平台上的实现
6.1 基于双DSP的双PWM电机系统开发平台
6.1.1 双DSP主控版
6.1.2 软件流程
6.2 PWM脉冲的产生
6.3 反馈信号的处理
6.4 转差频率变频调速系统的实现
6.4.1 实现转差频率变频调速系统的软件流程
6.4.2 试验方法和调试过程
6.5 实验工作总结
6.6 小结
结论
参考文献
致谢
在学研究成果
发布时间: 2005-07-28
参考文献
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