三电平逆变器异步电机直接转矩控制系统研究

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1、西安科技大学硕士学位论文三电平逆变器异步电机直接转矩控制系统研究专业名称：电力电子与电力传动作者姓名：罗强指导教师：蔡文皓学位论文独创性说明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。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做了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：日期：论文题目：三电平逆变器异步电机直接转

2、矩控制系统研究专业：电力电子与电力传动硕士生：罗强(签名)指导教师：蔡文皓(签名)摘要本文以三电平二极管中点钳位型（NPC）逆变器馈电的异步电动机直接转矩控制系统为课题展开研究。文章开始部分描述了多电平逆变器的拓扑结构和异步电动机调速控制的几种方法。文章的前半部分是系统研究的理论部分，先以二极管中点钳位型三电平逆变器为核心，讲述了多电平逆变器的几种模型，并对各个模型加以说明，同时详细介绍了三电平NPC型逆变器的工作原理，推导出了其数学模型并对其所存在的相关问题作以分析。然后对三电平NPC型逆变器馈电的异步电动机直接转矩控制（DTC）系统的原理进行分

3、析，从矢量坐标变换、DTC原理、滞环比较控制、电压空间矢量选择等诸多方面详细分析了研究课题的理论部分，为后期研究做好基础。本文的后半部分在文章前半部分理论研究的基础上，对课题进行了更加深入的研究。首先借助于计算机仿真软件MATLAB/Simulink工具包，对三电平逆变器馈电的异步电动机直接转矩控制算法、静止坐标系的3/2变换、磁链观测模型、矢量合成方法等原理进行仿真验证。仿真结果验证了系统设计思路的可行性，然后在现有实验条件的基础上对相关电路进行硬件电路设计和调试。在电路调试时，以TI公司高性能DSP控制器TMS320F2812为主控制器，结合软

4、件调试CCS环境，设计相关程序，实现系统调试。最后，利用实验室现有条件，选择一台1.1kW的异步电动机作为实验对象，进行直接转矩控制实验，在文章的最后给出了相关实验结果。关键词：多电平逆变器；NPC型三电平逆变器；直接转矩控制；滞环比较控制研究类型：应用研究Subject:ResearchonDirectTorqueControlSystemofThree-levelInverter-fedInductionMotorSpecialty:PowerElectronicsandPowerDrivesName:LuoQiang(Signature)In

5、structor:CaiWenhao(Signature)ABSTRACTThispaperdisscussesandresearchesthediodeNeutralPointClamped(NPC)three-levelinverter-fedinductionmotordirecttorquecontrolsystem.Atthebeginningofthisarticledescribesamulti-levelinvertertopologyandasynchronousmotorspeedcontrolmethod.Thefirstpa

6、rtofthearticleisthetheoreticalresearch,describesseveralmodelsofmulti-levelinverter,andexplainedeachmodel.AtthesametimeitintroducestheNPCthree-levelinverterworkingprinciple,deducedthemathematicalmodeloftheinverterandrelatedissues.ThenanalysistheprincipleofNPCthree-levelinverter

7、-fedinductionmotordirecttorquecontrol(DTC)system.Fromthevectorcoordinatetransformation,DTCprinciple,hysteresiscomparativecontrol,voltagespacevectorselection,andmanyotheraspectsofadetailedanalysisofthetheoreticalpartoftheresearchproject,preparethegroundforthelaterstudy.Thelatte

8、rpartofthisarticlebasedonthetheorystudiedingreaterdepth.First