电机驱动系统的apfc和能量回馈控制策略研究

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1、硕士学位论文硕硕士学位论文士学位论文电机驱动系统的APFC和能量回馈控制策略研究CONTROLSTRATEGYRESEARCHOFAPFCANDENERGYFEEDBACKOFMOTORDRIVESYSTEM杨影升杨影升杨影升哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学2015年年年6月月月国内图书分类号：TM351学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工程硕士学位论文电机驱动系统的APFC和能量回馈控制策略研究硕士研究生：杨影升导师：王宏副教授申请学位：工程硕士学科：电气工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2015年6月授予

2、学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM351U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringCONTROLSTRATEGYRESEARCHOFAPFCANDENERGYFEEDBACKOFMOTORDRIVESYSTEMCandidate：：：YangYingshengSupervisor：：：Asso.Prof.WangHongAcademicDegreeAppliedfor：：：MasterDegreeinEngineeringSpeciality：：：El

3、ectricEngineeringAffiliation：：：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：：：June,2015Degree-Conferring-Institution：：：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要随着我国经济的不断发展，加之工业4.0概念日益兴起，逐渐引领当今工业发展新趋势的背景下，能源问题受到越来越多的关注。根据有关数据，在工业生产中，电动机带负载所需要的能量占总耗电量的比重在70%以上。随着变频调速技术的不断发展，为工业的节能减

4、排带来了希望。由于在电机调速系统中频繁的制动、正反转和快速起动（例如，提升机、快速电梯、汽车、空调等设备），传统的通用变频器不能回馈能量，直流母线产生泵升电压。传统解决上述问题的方法是将制动电阻并联在直流母线侧，来消耗制动时产生的能量，上述的解决方案会产生电阻发热和浪费能量等问题。所以功率因数校正和能量回馈技术就具有了非常现实的意义。针对有源功率因数校正（APFC）和能量回馈的控制策略进行了一系列的分析和研究。改进电机驱动系统中的变频器前端整流电路的结构，保证系统高功率因数运行，并使其具备能量双向流动的功能。研究直接电流控制的双闭环PI控制策

5、略，建立数学模型，设计主电路的参数，设计锁相环和运用空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法，在MATLAB中搭建了控制电路的仿真模型，实现了直接电流控制的双闭环控制。针对直接电流控制双闭环PI控制存在的问题，对直接电流控制双闭环策略进行了改进。为了改善电压环，提出了将电压的平方差作为电压环输入的方法，实现对直流母线电压的无差控制；为了解决电网不平衡时不能实现准确锁相的问题，对传统的锁相环进行了改进，设计了T/4延时锁相环，实现了准确锁相。针对电机驱动系统具有复杂非线性的特点，提出了非线性控制技术中的直接功率控制策略。为了解决传统直接功率控制中的滞

6、环比较器与开关频率之间的矛盾，在传统直接功率控制的基础上，引入模糊算法，改善控制效果。最后，将提出的改进策略在实验平台和仿真软件上进行比较分析，验证提出的直接功率模糊控制策略的有效性。关键词：能量回馈；有源功率因数校正；整流电路；直接电流控制；直接功率控制-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractThedevelopmentofeconomyisrapidlymakingprogressinChina,theandindustrial4.0conceptispopularintheworldandgraduallyleadsthet

7、rendofindustrialdevelopment.Energyissuehasbecomethefocusoftheeconomicdevelopment.Accordingtothestatistics,theelectricenergyconsumedbythemotordriveloadaccountsmorethan70%.Withtheimprovementoffrequencyconversiontechnology,ithasbroughtthehopeforindustrialenergy-savingandconsum

8、ptio-reducing.Becauseofthefrequentbraking,positivereverseandfaststarting(suchaslif