基于双三电平逆变器的开绕组异步电机矢量控制的分析

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1、致谢本论文是在导师何凤有教授的悉心指导下完成的，倾注了何老师大量的心血！何老师在繁忙的工作之余经常询问课题的进展情况，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨。何老师学识渊博、治学严谨、工作忘我、为人谦虚，无论是做学问、做事，还是做人，何老师都是我学习的楷模，他深深地影响着我，激励着我。论文的顺利完成，凝聚着老师的心血，饮其流者怀其源，学其成时念吾师，在此，谨向恩师致以最崇高的敬意！师恩似海，永铭于心！感谢李浩副教授、刘战博士，感谢你们从论文的选题、研究方法、实验等各个方面，给予了精心的指导和帮助。在三年的学习生活中，给了我很大的

2、鼓励和帮助。感谢一直关心与支持我的同学和朋友们！感谢徐世周博士、王从刚、陈勋、邓庆伟、姜子建、张云凤、王羽等同学，他们在我论文的研究和写作过程中都给予我莫大的帮助，对他们我心中充满了感激；感谢我的好友赵晴、张奇，谢谢你们一直以来对我的鼓励和支持；感谢我的室友管永兴、丁李庆、李斌，三年朝夕相处，分别将至，道声谢谢以表内心无尽感激之情。感谢中国矿业大学、中矿大传动与自动化有限公司和江苏省电力传动与自动化控制工程研究中心提供的实验条件。感谢江苏省电力传动与自动控制工程研究中心的培养，为我的科研工作创造良好的环境。衷心感谢我的父母！在漫长的求

3、学道路上，是你们在我的身后默默的无私奉献着，无论是精神还是物质都给我无私的支持。没有你们的辛勤付出就没有我的今天，在此对父母的辛勤付出表示感谢。最后，向在百忙之中评审论文专家和老师表示衷心的感谢！万方数据摘要多电平逆变器广泛应用于大功率交流调速、有源滤波器、船舶推进等中高压大功率应用场合。与传统的两电平逆变器相比，多电平逆变器具有输入输出性能好，谐波含量低，开关损耗低，电磁干扰小等优点。双三电平逆变器双端供电拓扑可以与五电平逆变器具有同等的电压输出能力，输出电压是单个三电平逆变器的两倍，且等效开关频率加倍，在大功率变频领域具有明显优势

4、。本文针对基于双三电平逆变器的开绕组异步电机矢量控制系统，对其开绕组异步电机数学模型、开绕组异步电机仿真建模、SVPWM控制策略、中点电位控制策略、矢量控制系统几方面进行研究。在分析开绕组异步电机双端供电系统电路模型的基础上，建立了开绕组异步电机的数学模型，基于开绕组异步电机的数学模型，对开绕组异步电机进行仿真建模，在分析三电平逆变器的原理的基础上，分析了双三电平双端供电的原理，研究线电压坐标系SVPWM算法的基本原理，基于此算法实现双三电平逆变器双端供电结构的SVPWM控制；针对中点电位的平衡问题，分析了中点箝位式三电平逆变器中点电

5、位波动的基本原理，推导出引起中点电位波动的中点电流的表达式，根据电荷守恒原理建立寻优函数，选择出最优的开关序列以及复用矢量的作用时间；基于转子磁链定向的基本原理，针对定子电流转矩分量和励磁分量没有完全解耦的特点，设计一种解耦控制器，最后，基于开绕组异步电机模型进行了开绕组异步电机矢量控制系统的仿真研究。在理论分析研究的基础上，重点对双三电平逆变器双端供电结构SVPWM控制、中点电位的控制以及开绕组异步电机矢量控制系统进行了仿真研究，验证了双三电平逆变器双端供电结构的实用性和正确性。该论文有图45幅，表6个，参考文献69篇。关键词：双三

6、电平逆变器；开绕组异步电机；SVPWM；中点电位；矢量控制I万方数据AbstractMultilevelinvertershavebeenwidelyusedinmedium-voltagehighpowerapplicationssuchashighpowerdrive,activefilterandshipspropulsion.Relativetothetraditionaltwolevels,multilevelinvertershasmanyadvantagesinlowoutputvoltageharmonicconten

7、t,lowswitchingfrequency,smallswitchinglossandelectromagneticinterference.Dualthree-levelinvertertopologyhasthesamevoltageoutputcapabilitywithafive-levelinverterandtheequivalentswitchingfrequencydoubling,theoutputvoltageistwicethesinglethree-levelinverter,andithasobvious

8、advantagesinhighfrequencyfields.Fordualthree-levelinverteropen-endwindingasynchronousmotorvectorcontrolsystem,