雙PWM變頻器整流控制策略及系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的研究.pdf

1、用不控整流橋作為整流環(huán)節(jié)的交一直一交變頻調(diào)速系統(tǒng)存在著網(wǎng)側(cè)輸入電流諧波比較大、功率因數(shù)低以及不能四象限運(yùn)行的缺點(diǎn)。為了克服上述缺點(diǎn)，常規(guī)的雙PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)將上述不控整流環(huán)節(jié)換成了PWM整流器，這種對(duì)整流器和逆變器都用PWM技術(shù)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的雙PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)，具有網(wǎng)側(cè)輸入電流波形接近正弦、單位功率因數(shù)、輸出的電壓及電流頻率均可調(diào)、輸出電流為正弦波、可以四象限運(yùn)行、能量能夠雙向流動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。
　　 但是，當(dāng)異步電機(jī)突然加減速或者加

2、減負(fù)載時(shí)，由于直流側(cè)電容的響應(yīng)比較慢，導(dǎo)致直流側(cè)的電容電壓產(chǎn)生比較大的波動(dòng)。為了避免這種情況，可以加大直流側(cè)電容的容量。但是太容量的直流電容體積龐大，且價(jià)格昂貴，使用壽命短．同時(shí)導(dǎo)致響應(yīng)比較慢，影響了整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能?；谟泄β史答伒碾pPWM控制方法可以減小直流電壓波動(dòng)，同時(shí)減小直流電容的容量，提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)反應(yīng)速度。
　　 本文研究了基于有功功率反饋的雙PWM變頻器，PWM整流部分是本課題的研究重點(diǎn)。分析了三相電壓型PWM

3、整流器的主電路結(jié)構(gòu)、工作原理以及不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，介紹了直接電流控制策略中的固定開(kāi)關(guān)頻率PWM電流控制，設(shè)計(jì)了電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。
　　 分析了在電網(wǎng)電壓不平衡條件下三相電壓型PWM整流器的數(shù)學(xué)模型、電網(wǎng)電壓及電流正負(fù)序檢測(cè)的方法以及兩種不同的控制策略。在MATLAB下設(shè)計(jì)了不平衡條件下的三相電壓型PWM整流器仿真模型，仿真結(jié)果表明：采用的正、負(fù)序檢測(cè)方法，能夠很好地分離電壓及

4、電流的正、負(fù)序分量；利用抑制交流側(cè)負(fù)序電流的控制方法，能夠使三相交流電流不含負(fù)序電流，達(dá)到基本對(duì)稱(chēng)的目的；利用抑制直流側(cè)電壓二次諧波的控制方法，能夠使直流側(cè)電壓在達(dá)到給定值時(shí)不含二次諧波，保持穩(wěn)定。
　　 在PWM逆變部分，分析了異步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型及坐標(biāo)變換，重點(diǎn)闡述了轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)位置的計(jì)算方法，最后介紹了轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向矢量控制系統(tǒng)的構(gòu)成，采用了轉(zhuǎn)速外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。
　　 本文重點(diǎn)分析了基于有功功率反饋的雙PW

5、M控制方法，該方法的基本原理是通過(guò)整流器和逆變器的功率平衡控制，將逆變器的有功功率直接反饋到整流器的電流環(huán)給定上。此外，研究中推導(dǎo)了整流器電流環(huán)給定值的計(jì)算公式。在MATLAB下措建了常規(guī)的雙PWM系統(tǒng)和基于有功功率反饋的PWM系統(tǒng)的仿真模型，仿真結(jié)果可以看出：與常規(guī)的方法相比，采用有功功率反饋的方法可以有效地減小直流側(cè)電壓的波動(dòng)。
　　 在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中，整流器和逆變器的控制系統(tǒng)分分別以TMS320F2812 DSP和TMS320

6、LF2407A DSP為核心，基于有功功率反饋的方法需要將TMS320．F2407A DSP計(jì)算出的有功功率反饋給TMS320F2812 DSP，本文采用兩片DSP上自帶的CAN模塊進(jìn)行功率傳輸。設(shè)計(jì)了通信系統(tǒng)的硬件電路及軟件實(shí)現(xiàn)方法，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的傳輸結(jié)果表明該方法是可行的。
　　 進(jìn)行了基于有功功率反饋的雙PWM變頻調(diào)速系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)該方法和常規(guī)方法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，可以看出利用該方法在電機(jī)啟動(dòng)、停車(chē)、加減負(fù)載和