基于IGBT有源逆变的串调系统的控制策略研究.pdf

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1、第44卷第12期电力电子技术Vol.44，No.122010年12月PowerElectronicsDecember2010基于IGBT有源逆变的串调系统的控制策略研究姚锐，李俊（华北电力大学，河北保定071003）摘要：为解决原有串调系统晶闸管逆变存在逆变颠覆的问题，用可控器件IGBT构成的逆变结构取代原有串调系统晶闸管逆变部分，并提出了电压空间矢量脉宽调制（SVPWM）控制策略。首先利用Simulink动态仿真工具实现了SVPWM控制算法应用于有源逆变的动态仿真，通过仿真实验证明了将SVPW

2、M技术应用到内馈串级调速系统中的可行性。然后进行基于FPGA和单片机的系统硬件实验。结果表明，SVPWM控制的有源逆变，交流电流基本与反馈电压同相，交流电流波形接近正弦波，且谐波较小，将该控制策略运用于内馈斩波串级调速系统中有不错的控制效果。关键词：空间矢量脉宽调制；有源逆变器；斩波串级调速中图分类号：TN787文献标识码：A文章编号：1000-100X（2010）12-0085-03ControlResearchoftheChopperCascadeSpeedRegulationSystemB

3、asedonIGBTActiveInverterYAORui，LIJun（NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China）Abstract：Inordertosolvetheproblemofinvertersubvisioninoriginalcascadespeedregulationsystemforadoptingthyristorinverter，replacingitwithIGBTinvertorandproposings

4、pacevectorpulsewidthmodulation（SVPWM）controlstrategy.Firstly，theSimulinkdynamicsimulationtoolisusedtoachievethesimulationofSVPWMcontrolalgorithmfortheactiveinverters.ThissimulationresultsprovethefeasibilityofapplyingtheSVPWMtechniquetotheinner-feedin

5、gchoppercascadespeedregulationsystem.AndthendoingexperimentsaredonebasedonFPGAandmicro-controller.TheresultsshowthattheACcurrentandfeedbackvoltagewaveformisperfect，ACcurrentwaveformisveryclosetosinewaveandminorharmonic.Usingthecontrolstrategytotheinn

6、er-feedingchoppercascadespeedregulationsystemcangetgoodcontroleffect.Keywords：spacevectorpulsewidthmodulation；activeinverter；choppercascadespeedregulation1引言2内馈斩波串级调速系统的工作原理随着微电子技术和电力电子技术的迅速发图1示出内馈斩波串调系统，其中内馈绕线展，20世纪80年代中期，一些国外学者提出了电式异步电动机的转子输出电压接至三相

7、桥式不可压空间矢量脉宽调制（SVPWM）方法。与其他调制控整流器UR，通过IGBT直流斩波器与电源换相方法相比，SVPWM具有概念清晰、算法简单等优得三相桥式可控硅逆变器UI相连。UI的触发控点，能明显减小逆变器输出电流的谐波成分及电制角β无需调节，总固定在最小逆变角βmin=30°。动机的谐波损耗，降低脉冲转矩，且其控制简单，数字化实现方便，电压利用率高，已有取代传统SPWM的趋势，近年来逐渐成为国内外学者研究的热点。将SVPWM应用在引入IGBT逆变技术的内反馈串级调速系统中，从而解决由于逆

8、变器的图1斩波内反馈串级调速系统主回路触发角固定而造成的无功功率大、功率因数不理想，以及晶闸管逆变存在逆变颠覆的问题[1]。斩波周期为T。在τ时间里，斩波开关IGBT闭合，UR被短路，在T-τ的时间内，斩波开关断定稿日期：2010-04-19开。则斩波器前后两端电压匹配关系为：作者简介：姚锐（1986－），女，陕西咸阳人，硕士研究生，UD=（1-D）UC（1）研究方向为电力电子技术和电气拖动及自动化。式中：D为斩波器占空比，0＜D＜1，D=τ/T。85第44卷第12期电力电子技术Vol.44，N