模块化多电平高压变频器的无速度传感器矢量控制仿真研究

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1、国内图书分类号：TM921．51国际图书分类号：621．3西南交通大学研究生学位论文密级：公开年级2Q!!级姓名韭逋坌4申请学位级别王猩亟±专业电氢工程指导老师迢睦云数握二零一四年五月ClassifiedIndex：TM921．51U．D．C：621．3SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisTheSimulationResearchonSensorlessVectorContr01SystemofTheModularMulti--levelHigh--Vo

2、ltageInverterGrade：20llCandidate：ZhangliujianAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：TheElectricalEngineeringSupervisor：Prof．FengxiaoyunMay，2014西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可

3、以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，．在年解密后适用本授权书；2．不保密囤，使用本授权书。(请在以上方框内打“、／”)学位论文作者签名：张瓶俗)指导老师签名：日期：?。l啦f．z?冯B≥玄西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：(1)对模块化多电平高压变频器的拓扑结构和工作原理进行了说明分析，并介绍了此种结构的优缺点。(2)介绍了模块化多电平高压变频器常用的几种调制算

4、法，选取多载波PWM调制算法为主要研究对象，对载波层叠法和载波移相SPWM法的工作原理进行了详细的分析，并进行了仿真验证。(3)对模块化多电平高压变频器矢量控制系统的转子磁链观测器和转速估计器进行了设计分析，并进行了仿真验证。(4)对基于模块化多电平高压变频器的变压变频控制标量控制、转子磁场定向矢量控制和无速度传感器矢量控制技术进行了研究，并通过仿真对每种控制方式的性能进行了分析说明。．本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他

5、个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者虢弓玖黝1日期：少f，驴。g‘甲西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要在我国，电机系统整体运行效率比较低，尤其在高压电机领域，要比世界平均水平低20％，这导致了大量电能的浪费。随着我国建设节约型社会方针的提出，高压变频技术的发展逐渐得到国家的重视。模块化多电平高压变频器对电网产生的谐波小，具有良好电能质量的输出波形，可靠性高，并且无需对其进行

6、输入滤波和功率补偿，适用于高压变频领域，所以对其的研究具有重要意义。本文以模块化多电平高压变频器为研究对象，分析了其电路拓扑、工作原理、调制算法和控制方法，重点对其无速度传感器矢量控制系统进行了设计分析，具体内容如下：首先，本文阐述了国内外高压变频器的研究现状及发展前景，介绍了模块化多电平高压变频器的电路拓扑和工作原理。在此基础上，对其多载波PWM调制算法进行了研究，比较分析了载波层叠法和载波移相SPWM法两种调制算法，重点介绍了载波移相SPWM调制算法的调制原理及其实现，并通过仿真对它们的输出性能进行了详

7、细分析。仿真结果表明载波移相SPWM调制算法可以提高等效开关频率，降低输出电压谐波，其输出电流正弦度好。其次，本文对转子磁链观测的电压模型、电流模型及改进电压模型的理论进行了研究，分析了电压模型和电流模型的优缺点，并对三种改进电压模型在消除积分初始值误差和抑制直流偏置方面的能力进行了比较分析并进行了仿真验证，结果表明，在消除波形畸变和减少直流分量方面，有限补偿的改进型电压模型磁通观测器具有较好的效果。对于转速辨识，本文分析了模型参考自适应转速辨识法的理论，并进行了仿真验证，结果表明该方法具有良好的性能。最后

8、，本文设计了模块化多电平高压变频器无速度传感器矢量控制系统的方案，并进行了仿真验证。仿真结果表明该系统在负载突变、电机正反转情况下都具有良好的动静态性能。关键词：模块化多电平：高压变频器；载波移相SPWM；无速度传感器；矢量控制；西南交通大学硕士研究生学位论文第1I页AbstractInChina，theoperatingefficiencyofthemotorsystemisactuallyextremelyl