大功率变频系统的控制策略及参数辨识-电力电子与电力传动专业论文.docx

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大功率变频系统的控制策略及参数辨识-电力电子与电力传动专业论文

承诺书 本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进 行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致 谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成 果,也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料。 本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部 分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。 (必威体育官网网址的学位论文在解密后适用本承诺书) 作者签名: 日 期: 摘 要 在中高压大功率变频调速场合,采用多电平技术可以降低器件的耐压要求,减少输出波形 的谐波含量,改善输出电压波形的质量。本文针对中高压大功率变频调速场合广泛应用的二极 管箝位型三电平逆变器,在分析其结构和工作原理的基础上,重点研究了三电平逆变器的空间 矢量调制和选择性消谐波调制的控制策略,采用空间矢量调制和选择性消谐波调制这两种调制 方法的混合调制解决空间矢量调制在高频段谐波特性变差的问题,并对空间矢量调制中的中点 电位不平衡的问题进行了研究。 近年来,异步电机无速度传感器的矢量控制已成为现代电机传动研究的热点。矢量控制利 用坐标变换通过解耦控制将异步电机这一高阶、多变量、强耦合的系统等效为直流电机进行控 制,简化了异步电机的控制使高性能调速的获得成为可能。无速度传感器矢量控制技术省去了 速度传感器的安装,降低了系统成本,应用范围更加广泛。本文在分析了矢量控制的基本原理 的基础上,研究了异步电机模型参考自适应控制估计电机转速的原理,以及基于全阶磁链观测 器的无速度传感器异步电机调速系统。 在矢量控制的异步电机交流调速系统中,电机参数对系统的控制至关重要。只有获得准确 的电机参数才能进行准确的磁场定向,以及准确估计电机的转速以使系统获得优良的调速性能。 本文分析了电机参数的变化对无速度传感器矢量控制系统控制及调速性能的影响,并研究了异 步电机参数的离线辨识。 本文对所研究的三电平逆变器空间矢量调制,选择性消谐波调制及两者的混合调制、基于 全阶磁链观测的无速度传感器的异步电机矢量控制和异步电机参数离线辨识进行了 Matlab 仿 真研究。在此基础上,依据仿真思想进行 DSP 编程,在基于 TI 公司 TMS320F28335 控制芯片的 3kw 小功率平台上进行了实验验证。 关键词:三电平逆变器,空间矢量调制,选择性消谐波调制,矢量控制,全阶磁链观测,离线 辨识 Abstract In the high-voltage and high-power drive system control applications, using multi-level technology can reduce the devices withstand voltage, reduce the harmonic content of the output waveform to improve the quality of the output voltage. In this dissertation, three-level diode-clamped inverter which is widely used in high-voltage and high-power drive system has been studied. By analyzing its structure and working principle, the three-level inverter space vector modulation and selective harmonic elimination modulation are introduced. The midpoint potential imbalance is analyzed and a balanced midpoint potential control methods is presented. The hybrid modulation of space vector modulation and selective harmonic elimination modulation is also introduced. In recent years, with the rapid development of high-voltage and high-power drive system, speed sensorless induction motor vector control has become a research hotspot of modern motor drive. Vector contr

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