单元串式高压变频器直接磁场定向矢量控制系统的研究.doc

学位论文 单元串联式高压变频器直接磁场定向矢量控制系统的研究 申请人：学科专业：指导教师 2009年月 Research on Sensorless Vector Control System of Induction Motor for High-Power Cell-Cascaded Inverter 摘 要 本文针对高压变频调速系统，从高压变频器现状和趋势出发，分析了目前几种高压变频器的调制策略和拓扑结构的优、缺点，并给出了目前国内最常用高压变频器的优势所在。 在高压变频器的串联拓扑和水平SPWM调制方法的基础上，对串联式高压变频器无速度传感器矢量控制系统进行了深入的研究。即无速度传感器矢量控制中的速度辨识和磁通观测，及上电参数自检测。磁通观测中，首先列举了电压、电流磁通观测模型和有限补偿后的电压模型磁通观测模型，并依次给出了三种模型的优、缺点，并给出选择有限补偿电压模型的依据。速度辨识中，分析了直接计算法和模型参考自适应法的优、缺点，并对模型参考自适应法的纯积分进行改进。纯积分的积分漂移，是制约模型参考自适应(MRAS)在无速度传感器矢量控制应用的一个难点。本文提出了用一个一阶低通环节和一阶高通环节组成一个闭环代替纯积分环节，仿真结果证明了该方案的可行性。 本文对串联式无速度传感器矢量控制系统的设计原理进行了详细地分析，同时利用MATLAB7.0/SIMULINK建立了感应电机的无速度传感器矢量控制仿真平台，并得到了良好的仿真波形。 在上述理论分析、仿真研究的基础上，本文以TI公司的DSP TMS320LF2812数字信号处理器和ALTERA公司的CYCLONEII系列FPGA做平台，组成了全数字化控制器，并在一台5kW感应电机上进行了实验研究，实验结果验证了上面算法的正确性和可行性。 关 键 词: 单元串联；变频器；无速度传感器*；矢量控制；模型参考自适应*； 论文类型: 应用研究 ABSTRACT From the status and trends of high-power motor adjustable-speed drive systems, the paper do some analysis of the current high-voltage inverter modulation strategies and topologies of advantages and disadvantages, and gives the most commonly used the advantages of high-voltage inverter .  Based on the topology and the SPWM modulation method,the paper have an in-depth research high-voltage inverter cascade speed sensorless vector control system. These are speed identification and the rotor flux estimation. In the flux observation, the paper list some flux observation models, and analyse the advantages and disadvantages of these models. In the speed identification,the paper introduce two scheme,which are direct calculation and model reference adaptive system(MRAS).And the analysis,about the advantages and disadvantages of those identification,is given by detailed proof. Drift in the integral integrals is a key for accuracy in model reference adaptive system(MRAS).This paper instead a pure integral, with a closed-loop negative feedback,which include one first-order low-pass and one first-order high-pass,and a very good simulation results show the feasibility o