雙頻逆變器供電的異步電機調(diào)速系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著控制理論的不斷完善和控制系統(tǒng)的不斷發(fā)展，交流調(diào)速系統(tǒng)越來越可以與直流調(diào)速系統(tǒng)相抗衡、相媲美了。我們在利用變換器驅(qū)動電機的同時，另外一個問題卻出現(xiàn)了。為了改善逆變器的輸出性能，高頻化已成為電力電子技術(shù)發(fā)展的方向。但隨著開關(guān)頻率的提高，開關(guān)損耗急劇增大，使逆變器的效率嚴(yán)重下降，在一定程度上限制了逆變器工作頻率的進(jìn)一步提高、性能的改善及應(yīng)用領(lǐng)域的擴大。在大功率的電機調(diào)速領(lǐng)域，由于受到開關(guān)器件的限制，逆變器只能工作在較低的開關(guān)頻率，使得低頻

2、紋波分量較大，容易造成電機的附加損耗和轉(zhuǎn)矩脈振等，整個系統(tǒng)的效率也下降了。 本文借鑒近些年來重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院電力電子系新發(fā)展的雙頻變換理論，將基于單周控制和滯環(huán)控制的雙頻逆變器用于異步電機調(diào)速系統(tǒng)中，以達(dá)到提高了大功率等級逆變器的性能和效率的目的。低頻開關(guān)對高頻開關(guān)處理的電流進(jìn)行了分流，傳遞大部分功率，減少了開關(guān)損耗；高頻部分傳遞小部分功率，提高系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)。文章通過對異步電機矢量控制的研究又得到了合適的雙頻逆變器供電的異步

3、電機調(diào)速系統(tǒng)的控制方法，使系統(tǒng)具有良好的動靜態(tài)性能。 本文通過計算機仿真，發(fā)現(xiàn)雙頻逆變器供電的異步電機調(diào)速系統(tǒng)有著單頻逆變器供電系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)勢。雙頻調(diào)速系統(tǒng)跟單個高頻逆變器供電的系統(tǒng)相比，它們的定子電流諧波和轉(zhuǎn)矩脈動都比較小，但是前者高頻開關(guān)電流最多只相當(dāng)于后者的19％，開關(guān)損耗大大降低。雙頻調(diào)速系統(tǒng)跟單個低頻逆變器供電的系統(tǒng)相比，它的定子電流諧波含量只相當(dāng)于后者的12％，轉(zhuǎn)矩脈動也只相當(dāng)于后者的10％，這樣調(diào)速過程中電機的

4、附加損耗和振動都大大減小了。 為了進(jìn)一步研究雙頻逆變器供電給異步電機調(diào)速系統(tǒng)的現(xiàn)實可行性，本文在前面理論分析和仿真的基礎(chǔ)上，設(shè)計了雙頻半橋逆變器的硬件電路，并進(jìn)行了實驗分析。該電路高頻部分采用雙路積分器ACF2101實現(xiàn)單周控制，克服了積分器的積分復(fù)位時間不是瞬時所帶來的問題，低頻部分用電流傳感器將電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號實現(xiàn)滯環(huán)控制。 通過理論分析、仿真研究和少量實驗探討，我們發(fā)現(xiàn)雙頻逆變器確實可以用來提高逆變器的效率，