npc三电平逆变器永磁同步电机控制系统的研究与实现

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文NPC三电平逆变器永磁同步电机控制系统的研究与实现作者姓名：指导教师：魏善国王旭教授东北大学信息科学与工程学院申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：电路与系统2014年6月论文答辩日期：2014年6月17曰2014年7月答辩委员会主席：杨杰李景宏、黄志钢东北大学2014年6月万方数据AThesisinCircuitsandSystemsResearchandRealizationofPMSMControlSystemUsingNPCThree—·levelInverterByWeiShanguoSupervi

2、sor：ProfessorWangXuNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：园玉名J虱．日期：加l畸占风j喜学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和

3、借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年b／学位论文作者签名：靓墨l氢签字噍加。吁6国岁专导师签名：丐孙卫导师签名：剀包签字日期：多口他每石日f咚万方数据东北大学硕士学位论文摘要NPC三电平逆变器永磁同步电机控制系统的研究与实现摘要在我国电能资源消耗不断增加，并且提倡节能减排的今天，变频调速系统己作为节能减排的重要手段之一被广泛应用，由于多电平逆变器对功率开关器件耐压要求低，输出谐波含量较少，电磁干扰小等优点被广泛应用在高压大功率交流变频调速系统中，其中NPC(Neutra

4、lPointClamped)三电平逆变器是应用最为广泛的一种拓扑结构。永磁同步电机(PermanentMagnetSynchronousMotor，PMSM)由于结构简单、效率高、控制性能好等优点已被广泛应用于交流伺服领域和变频调速系统。本文从三电平逆变器和永磁同步电机的结构特点出发，根据两者的数学模型和理论基础，介绍了基于NPC三电平逆变器永磁同步电机的一些基本的控制方法和发展情况。并对三电平逆变器永磁电机直接转矩控制DTC做出分析和对算法的改进，提出了两种方法并进行仿真及相关实验研究，本文主要完成的工作有：基于改进作用矢量型固定合成矢量的直接转矩控制算法研究，鉴于三电平NPC逆变

5、器固有问题：中点电位偏移、输出电压变化率高、开关频率及开关损耗高等提出一种基于中点电位控制的固定合成矢量算法。该算法将不同的空间电压矢量按优先考虑最小中点电压波动的原则进行合成，同样有效克服电压输出变化率高和开关损耗大等问题，并建立基于Matlab／Simulink环境仿真系统模型，证明该方法有效的抑制了中点电位不平衡、输出电压变化率高、开关损耗等问题。基于改进型固定合成矢量的直接转矩算法研究，本文在研究十二矢量固定合成方法的基础上，为了更加精确控制电磁转矩和定子磁链，将固定合成矢量个数增加到24，将整个矢量空间细分到24个空间作用区域，该算法在解决二极管钳位型固有问题的同时，进一步

6、减小输出电压、电流谐波含量，从而减小电机定子磁链与电磁转矩的高频脉动波纹。本文最后完成了NPC三电平逆变器永磁同步电机控制系统的实验，它的硬件系统主要包括控制电路、驱动电路、检测调理电路、保护电路等等；在DSP的集成开发环境CCS3．3完成软件设计。通过实验证明该系统的正确性和可行性。关键词：NPC三电平逆变器；永磁同步电机；固定合成矢量；直接转矩控制万方数据东北大学硕士学位论文一垒堕!竺生——————————————————————————————————————————————————————_——————————————————————————一。ResearchandReal

7、izationofPMSMControlSystemUsingNPCThree-·levelInverterAbstractWiththeincreasingconsumptionofelectricalenergyinourcountry·Atpresent，ourcountrywaspromotingtheenergyconservationandemissionreduction·Thefrequencycontrolsystemhasbeenspr