功率因数闭环的双PWM变频调速系统研究

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1、摘要本文在总结和研究当前双PWM变频调速基础理论和常见技术的基础上，设计并研究了一种基于DSP的整流侧功率因数闭环、逆变侧转差频率控制的双PWM异步电机变频调速系统。在设计和研究工作的基础上，制作了一台输出功率为4KW的双PWM电机系统开发平台，并完成了实际应用软件设计，调试成功了部分软件，初步实现了电机的正常运行。在设计和研究过程中通过计算机仿真和样机开发实验等研究手段对双PWM变频调速系统的各个部分，从工作原理、数学模型、设计方案和实现方法等方面进行了较为深入的理论研究。PWM整流系统是本课题研究的重点问题，本文分析了PWM整流电路的拓扑结构、工作原理及数学模型，并对当前几i

2、÷常见的PWM整漉控制方案进行了介绍和分析。在此基础上提出了功率因数闭环的控制思路，并设计了功率因数闭环控制的PWM整流器方案，即在电流跟踪型PWM整流器的基础上引入功率因数调节器，实现PWM整流器的功率因数闭环控制。在对此方案的研究中，应用计算机仿真技术，利用MATLAB提供的电力电子工具箱在Simulink仿真环境下进行了大量仿真实验。试验结果表明该系统保留电流跟踪型PWM整流器响应快、谐波小、可靠性高的特性，同时改善了功率因数的响应特性，实现了功率因数的实时调节。MATLAB仿真试验验证了系统的正确性和可行性。在对逆变侧变频调速系统的研究中，分析和研究了异步电机变频调速系统

3、的几种控南4方案，同时重点研究了PWM技术在交流变频调速系统中的应用，以及基于双DSP的全数字控制平台的SPWM和SVPWM实现方法。依据转差频率控制系统设计思想，在双DSP电机系统开发平台上对系统控制器进行了程序设计，调试成功了部分软件．完成了对了电机转速电流、电压等反馈参数的调节整定，初步实现了电机的正常运行。以上的研究工作是在双PWM变频调速理论的基础上进行的创新和实践。功率因数闭环控制方案对于PWM整流器的研究具有一定参考价值；双PWM电机系统开发平台的研制和在此平台上进行的逆变调速系统研究工作，为今后进一步研究打下良好的基础。关键词：功率因数闭环，双PWM，整流，逆变，

4、双osv,交流调速AbstractBasedontheresearchonthetheoryandtechnologyofdual—PWMvariablefrequencyACmotorcontrol，adesignofdual—PWMvariablefrequencyACmotorcontrolsystemwhichhasfactorcontrollooprectifierandslipfrequencyspeedregulatorisproposed．A4KWdual—DSP，dual-PWMACmotordevelopmentplatformismanufacturedfo

5、llowingthisdesign．ACmotorfunctionsproperlyonthisplatform，throughsoftwareprogramanddebugging．Computersimulationandelectronicexperimentmethodsareimplementedtothedesignandresearchprocess-Thebasicstructure，operationprinciple，mathematicalmodelanduniversalcontrolmethodsofPWMrectifierarcstudiedinthi

6、spaper．ThenbaseonthecurrenttracingPWMrectifier,aucwstructureisproposedbyintroducingapowerfactoradjusterintorealizationpowerfactorvariablePWMrectifierunit．Computersimulationisthemaintechniquemethodinthisdesignwork．BasedonMA蚴／SIMULINKgraphicalsimulationenvimrunentsimulationexperimentareimplemen

7、tedtotestthedifferentsystemparameterconfigurations．Finally，thevalidityofthisdesignisconfirmedbythesimulationresult．InthestudyofPWMinverterandvariablefrequencyACmotorcontrolsystem，severalcontrolmethodsareanalyzed．UtilizationofPWMtechniqueinvar