Back_to_Back双三电平电励磁同步电机矢量控制系统

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1、2011年3月电工技术学报Vol.26No.3第26卷第3期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYMar.2011Back-to-Back双三电平电励磁同步电机矢量控制系统谭国俊吴轩钦李浩景巍柳萌（中国矿业大学信息与电气工程学院徐州221008）摘要以基于Back-to-Back双三电平功率变换器电励磁同步电机矢量控制为研究对象，提出了适用于全速范围的全阶闭环气隙磁链观测器，阐明了其内部基于滤波器特性的电流-电压模型之间的平滑切换机理。三电平有源前端实现网侧的单位功率因数运行，减少对电网污染的同时实现能量的双向流动。同时引入具有自适应调节中点电位的

2、简化三电平电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）策略，并在此基础上提出新颖的三电平功率变换器相电压重构算法。现场运行结果表明基于Back-to-Back双三电平功率变换器电励磁同步电机矢量控制解决方案具有优良的控制性能，真正实现了节能调速和绿色环保的高度结合。关键词：电励磁同步电机磁链观测器双三电平电压重构中图分类号：TM301VectorControlSystemofElectricallyExcitedSynchronousMotorFedbyBack-to-BackDualThree-LevelConverterTanGuojunWuXuanqinLiHaoJingWeiLiuMeng（Ch

3、inaUniversityofMiningandTechnologyXuzhou221008China）AbstractThevectorcontrolstrategyforelectricallyexcitedsynchronousmotorfedbyback-to-backdualthree-levelconverterisstudiedinthispaper.Inordertoimprovethecontrolsystem’sperformance,anovelfull-orderclosed-loopairgapfluxestimatorsuitableforfullspeedrang

4、eisproposedandanalyzed,inwhichthesmoothswitchingprinciplebetweencurrentmodelandvoltagemodelisdeclared.Three-levelconverterwithactivefrontendcanachieveunitypowerfactorandlowgirdside’sharmonicdistortions,aswellasbi-directionalenergyflow.Meanwhile,onthebasisofneutralpointpotentialself-adaptationcontrol

5、,thesimplifiedthree-levelspace-vectorpulsewidthmodulation(SVPWM)strategyisadopted.Furthermore,anovelmethodofvoltageestimationatthethree-levelpowerconverterisproposedbasedonthissimplifymodulation.Fieldoperationresultsdemonstratethatthesolutionsofthevectorcontrolstrategyforelectricallyexcitedsynchrono

6、usmotorbasedonBack-to-Backdualthree-levelconverterhasexcellentcontrolperformance,trulyrealizingenergysavingandenvironmentprotection.Keywords：Electricallyexcitedsynchronousmotor,fluxobserver,dualthree-level,voltageestimation过载能力强等优点，在大功率工业应用场合如提升1引言机、轧钢机以及船舶推进器等，有着相当大的应用电励磁同步电动机以其效率高、功率因数可调，价值，因此研究电励

7、磁同步电机的高性能控制系统有着重大的社会效应和经济价值。采用晶闸管交交收稿日期2009-11-27改稿日期2010-12-14变换器作为大功率同步电机传动系统主电路存在功第26卷第3期谭国俊等Back-to-Back双三电平电励磁同步电机矢量控制系统37率因数低、对电网污染比较严重等问题，现已逐渐退出了市场。鉴于上述原因，基于Back-to-Back双三电平功率变换器调速系统以其具有的四象限工作、