异步电动机变频调速系统高功率因数控制研究

论文摘要

交流调速技术日新月异,新的控制策略不断涌现,这也使得交流调速开始全面取代直流调速。变频调速是交流电动机各种调速方式中效率最高、性能最好的调速方法,在整个交流调速中占有重要的地位。电气传动控制系统的计算机仿真是应用现代科学手段对其进行科学研究的十分重要的手段之一。本文介绍了交流调速系统的概况、SPWM和SVPWM控制的基本原理、MATLAB软件中SIMULINK仿真工具的使用以及建立异步电动机的数学模型。重点对系统中各组成部分进行仿真和异步电动机SPWM和SVPWM控制系统进行仿真,并分析和研究了异步电动机的功率因数与自身参数及转差角频率的关系。通过大量的仿真实验,研究了系统的稳态特性、动态特性以及系统参数变化等因素对系统性能的影响,为新的实验设备的进一步开发和利用奠定了坚实的基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 交流调速系统的发展
• 1.2 变频技术的发展和意义
• 1.3 本论文的意义及任务
• 第二章 变频调速的基本原理
• 2.1 变频调速的原理和控制方式
• 2.1.1 交流调速系统的分类
• 2.1.2 变频调速的基本控制方式
• 2.1.3 变频调速的其他控制方式
• 2.2 变频调速的机械特性
• 2.2.1 基频以下恒压频比协调控制方式时的机械特性
• 2.2.2 基频以上电压、频率协调控制时的机械特性
• 2.3 负载性质与变频调速特点
• 2.3.1 负载性质
• 2.3.2 转差频率和转差功率
• 2.3.3 变频调速的突出特点
• 2.4 变频器的分类与特点
• 2.4.1 变频器及分类
• 2.4.2 交-交变频器与交-直-交变频器
• 2.4.3 电压型与电流型交-直-交变频器
• 2.4.4 PAM型与PWM型交-直-交变频器
• 第三章 异步电动机的运行性能分析
• 3.1 异步电动机的运行特性分析
• 3.1.1 负载变化对电动机稳定运行的分析
• 3.1.2 电压变化对电动机的功率和功率因数的影响
• 3.1.3 定子频率变化对电动机稳定运行的分析
• 3.2 异步电动机的节能控制方法分析
• 3.3 异步电动机的功率因数
• 3.3.1 功率因数与效率
• 3.3.2 功率因数与转差角频率
• 第四章 脉冲宽度调制（PWM）控制技术
• 4.1 PWM控制技术的概述
• 4.2 PWM型变频器的工作原理
• 4.2.1 PWM型变频器的基本控制方式
• 4.2.2 PWM型逆变器的基本工作原理
• 4.3 正弦波脉宽调制
• 4.3.1 SPWM的原理和指标
• 4.3.2 SPWM的调制方式
• 4.3.3 SPWM的数字控制
• 4.4 SPWM控制系统动态性能仿真结果与分析
• 4.4.1 系统的构成原理
• 4.4.2 基于MATLAB/SIMULINK的开环系统建模与仿真
• 4.5 电压空间矢量脉宽调制
• 4.5.1 SVPWM的原理
• 4.5.2 SVPWM的算法
• 4.5.3 SVPWM算法仿真研究
• 4.5.4 SVPWM逆变器供电下系统动态性能仿真结果与分析
• 第五章 PWM系统的软硬件设计
• 5.1 系统的硬件设计
• 5.2 系统的软件设计方案
• 第六章 总结和展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录