高压变频调速控制策略及实现技术的研究

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1、高压变频调速控制策略及实现技术的研究摘要能源短缺和环境污染是人类当前面临的共同的世纪性难题，在新能源尚未开发的情况下，节能就显得至关重要。开发高压多电平变频节能装置并推广使用，对降低我国的工业能耗有重大意义。功率单元级联式多电平变频器具有电网谐波污染小，输入功率因数高，输出波形好等优点，在高压电机节能调速领域具有无与伦比的优势。本文以高压变频调速的控制策略和实现技术为研究对象，重点研究了功率单元级联式多电平变频器。本文首先介绍了高压变频调速技术的发展情况、高压变频调速的基本类型以及其在工业领域的应用情况。对功率单元级联式多电平变频器单独进行了介绍，包括其基本原理和采

2、用这种结构的高压变频调速系统的基本构成。对PWM控制算法进行了详细的研究。包括PwM技术的基本概念、PWM的分类方法。重点介绍了调制波变换技术。分析了多电平PWM控制法，包括基于载波调制的PWM方法和基于空间矢量调制的PWM方法，比较分析了这两种调制方法，详细的介绍了它们的分类、原理，揭示了两者之间的本质联系。后面的高压变频调速系统的设计就是采用的载波移相的控制算法。本文研究了压频比控制、无速度传感器矢量控制等高压变频调速控制策略。压频比控制是基于交流电动机稳态数学模型的标量控制技术，而无速度传感器矢量控制则是基于交流电动机动态数学模型的矢量控制技术。本文对上述控制

3、策略进行了比较研究。在理论分析的基础上，设计了功率单元级联式多电平变频器的主电路、控制电路。逆变主电路以智能功率模块IPM为核心，控制系统以数字信号处理器DSP和复杂可编程逻辑器件FPGA为核心。给出了系统的软硬件设计，对所设计的级联式多电平变频器系统进行了实验验证，实验结果表明了主电路和控制系统设计的正确性。对高压变频器的飞车启动和中性点漂移技术进行了研究，分析了两种技术的原理，提出了实现方法。讨论了该型高压变频器在实际高压变频调速系统技术改造中的应用情况并进行了节能分析。关键词：高压变频调速；级联式多电平变频器；载波移相调制法；控制策略；实现技术II硕1j学位论

4、文AbstractAtpresent，therearetwopuzzlesf．orhumanbeings，oneisthescarityofenergysources，theotheristheenVironmentpolution．1tisextremelyimportanttoeconomizeenergysourcesbef．orethenewenergyresourcesaredeVeloped．SodevelopmentofthehighVoltageconVenerhasimportantsignincanceforlowerenergyconsumpt

5、ion．CellscascademultileVelconVenershastheincomparableadvantageforthecharacteristicsoflowhamoniccurrent，highpowerfactorandbetteroutputwaVef．om．ThispaperstudiedthehighVoltagef-requencyconVersioncontrolstrategyandimplementationtechnology，thekeyreseachiscellscascademultilevelconveners．This

6、paperintroducedthedeVelopmentsituation，thebasictypesandtheapplicationinindustrialareaofthetechnologyofthehighVoltagef．requencyconvener．Introducedcellscascademultilevelconveners．ResearchedthecontrolalgorithmofP、VM，includingbasicconceptandClassificationMethodofthePWMtechnology．Emphasison

7、thetechnologyofmodulatingwaVetransform．AnalysisontheControlAlgorithmofmultilevelPWM，includingcarriermodulationPWMandspacevectormodulationPWM．ReVealedtheessentialrelationbetweenthetwocontrolalgorithm．ThelatterdesignoftheconVenersystemhasusedthecarriermodulationPWMcontrolalgorithm．This