基于afe技术异步电机变频调速系统的研究

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1、ÿÿÿÿÿ独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得山东理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：时间：年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解山东理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅；学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容，可以采用

2、影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)研究生签名：时间：年月日导师签名：时间：年月日万方数据山东理工大学硕士学位论文摘要摘要现代工业用电机设备装置大多采用变频调速，而普通变频器的整流部分一般为不可控或半控整流，如二极管或晶闸管，这样就使得电动机在工作于再生制动状态时能量大量地积蓄在直流母线上，并且会逐渐白白地消耗在了电路中，如果不能将其返回给公共电网，就会造成大量的电能浪费，这显然会给企业带来一定的经济效益损失。而进几年逐渐兴起的采用AFE（ActiveFrontEnd主动前端）的变频技术将PWM技术引入到整流器的控

3、制中实现了网侧电流的正弦化，功率因数可以任意调整，能量可以双向传输，因而真正实现了“绿色电能变换”，控制及节能效果更加良好。因此，研究基于AFE的变频技术具有相当大的经济及社会效益。本文首先介绍了AFE变频器的几种拓扑结构，着重分析了电压源型PWM整流器的工作原理，并在建立两相旋转坐标系下PWM整流器数学模型的基础上分析了电压型PWM整流器的控制策略，并建立了由电压外环和电流内环组成的双闭环控制系统，其后分析了AFE电路的工作原理及换流方式，为研究AFE变频调速系统奠定了理论基础。最后，采用研究异步电机的矢量控制技术，在矢量控制数学模型的基础上建立转子磁场定向的

4、控制方式，并对整个AFE变频调速系统进行了软硬件设计。在MATLAB/Simulink下建立了PWM整流器及PWM逆变器的仿真模型，进而建立了AFE变频调速系统的整体仿真模型。仿真结果表明，AFE变频调速系统不但能够获得良好的调速性能，而且可以实现单位功率因数运行及能量双向流动，证明了AFE变频调速技术的正确性及可行性。关键字：AFE变频器；PWM整流；矢量控制；SVPWMI万方数据山东理工大学硕士学位论文ABSTRACTABSTRACTWiththegreatdevelopmentofeconomicinChina,thedependenceonenergys

5、upplyofourcountryisgrowingrapidly.Modernindustrialmotorspeedcontroldevicesmostlyusethefrequencycontrol,buttheordinaryinverterrectifierbridgesusediodesorthyristores,sowhenthemotorisworkinginregenerativebrakingstate,theenergycannotbepassedtothepowernetwork,butconsumedinthecircuit,thatr

6、esultsinalargeamountofenergywaste.TheAFE(ActiveFrontEndActiveFrontEnd)invertertechnologyappliesPWMrectifiercontrol,sothepower-network-sidecurrentissinusoidal,thepowerfactorisadjustable,andtheenergycanbebi-directionaltransmission,thusthecontrolandenergysavingeffectsaremorefavorable.Th

7、erefore,thestudybasedontheAFEinvertertechnologyhasconsiderableeconomicandsocialbenefits.Firstly,thispaperintroducesseveraltopologiesofAFEinverterandanalyzestheworkingprincipleofthevoltagesourcePWMrectifier,researchthecontrolstrategyofvoltagesourcerectifierbasedoncreatingthemathematic

8、almodelofPWM