交流變頻驅動系統(tǒng)關鍵技術及應用研究.pdf

1、交流變頻技術是近年來發(fā)展迅速的新技術，也是國家重點組織實施的資源節(jié)能綜合利用技術之一。在世界能源緊缺的今天，變頻調速技術的研究、推廣應用有著重大現實意義和巨大社會、經濟效益。研究各種高性能變頻控制策略與技術，將變頻技術提高到一個新水平成為國內外傳動領域研究的熱點。如何在保持系統(tǒng)成本前提下最大限度地提高系統(tǒng)的性能和可靠性成為未來電機控制的主要目標。本文以提高數字化交流變頻驅動系統(tǒng)的性能和可靠性為目標，對諸如低速性能改善、調制策略、過電壓問

2、題等若干關鍵技術進行了較深入的理論分析與研究。 提高交流異步電機低速性能一直是一個難點問題，特別是在系統(tǒng)沒有速度編碼器下如何研究改善電機低速甚至零速的帶載能力和穩(wěn)速精度具有很大的挑戰(zhàn)性。本文在分析開環(huán)增強型低速性能改善方法的基礎上，比較了各種補償技術在實現中的優(yōu)勢和缺點，對基于非線性氣隙功率補償方法進行了深入研究，結合矢量控制和標量控制的特點，給出最小限度的利用電機參數改善低速性能的補償方法。通過分析系統(tǒng)特征方程的極點軌跡揭示定

3、子電阻壓降補償以及低通濾波器對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。 逆變器的非線性特性對交流異步電機低速性能有重要影響。本文詳細分析了逆變器輸出的非線性特性及影響因素，重點對零電流夾斷現象及其機理進行深入的研究，針對電流過零區(qū)間的非線性畸變提出了利用定子電流解耦以及電流矢量角度區(qū)間線性化的補償方法。 理論分析了在電壓利用率、諧波畸變、開關損耗等性能指標下的各種調制技術，特別對SVPWM 方法和DPWM1 方法進行了比較研究，得出在不同調制

4、深度下分段采用不同調制策略的優(yōu)化調制方法，為工程化實現提供理論依據。 從降低噪聲和減少電磁干擾角度出發(fā)對各種隨機PWM 技術進行了分析和比較，在此基礎上提出了一種零矢量－變延時的雙隨機PWM 調制策略，該方法在簡化數字化程序實現的同時，在調制比較低時有著獨特的諧波頻譜特性。 電機端過電壓對系統(tǒng)的安全可靠運行產生很大的危害。本文對電機端過電壓機理進行了研究，建立了電纜的高頻數學模型、交流異步電機的高頻－低頻通用模型以及驅動