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《河北工业大学》 2007年
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基于DSP的单元串联多电平变频技术的研究

郭掾龙  
【摘要】: 能源短缺和环境污染是目前人类面临的共同难题,节能技术的开发和应用成为各国政府重点扶持研究的课题之一。二十一世纪后,越来越多的机构及部门开始关注能源问题和可持续发展战略。能源工业作为国民经济的支柱产业,受到了极大的重视。我国近年来大力抓能源工业特别是电力工业的建设,大型电站的投运和城乡电网的改造使电力紧缺现象大为缓解;然而用电环节电力资源的浪费非常惊人。因而,针对冶金、电力、供水、石油、化工、煤矿及电气化铁路等大型国有企业的技术改造,研究高压大容量电机调速节能技术,对降低我国单产能耗,提高生产效率,增加国际竞争力有着战略性的意义。 随着电气传动技术的发展,大功率高压变频器己经成为交流调速研究的热点之一。采用高压变频器实现高压电机的无级调速,可以有效的节约能源,提高产品的产量和质量,大幅降低生产成本,其市场潜力巨大,应用前景广阔。 级联多电平功率变换技术可以使耐压值较低的全控型电力电子器件可靠应用于高压大功率领域,并有效减少PWM控制产生的高次谐波,但多电平功率变换电路的拓扑结构和控制方法较为复杂。级联型多电平功率变换电路易于向高电压等级扩展,在高压电机调速和电力系统无功补偿领域己获得实际应用。级联多电平变频器不同于传统的两电平变频器,由于其开关器件的增多引起了驱动脉冲的分配问题,现有的数字信号处理器与多电平变频器的开关器件之间,存在着驱动脉冲的接口问题。 本文以级联多电平的控制系统为研究对象,从研究高压变频器的各种主电路拓扑入手,深入分析了本文研究的三单元串联变频系统工作原理;然后从两电平的PWM调制入手,介绍了载波型SPWM调制方法,并进行了深入分析;在对实验系统进行理论分析和仿真验证的基础上,从提高系统性能和装置的可靠性出发,设计了基于数字信号处理器((DSP)与复杂可编程逻辑器件(CPLD)的控制电路,搭建了较为完整的实验平台,并对相位移载波调制方法进行了实验验证。
【学位授予单位】:河北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TM921.51

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 樊伟;级联式高压变频器的研究[D];哈尔滨理工大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 单庆晓,李永东,潘孟春;级联型逆变器的新进展[J];电工技术学报;2004年02期
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4 李永东,高跃,候轩;大容量多电平变换器PWM控制技术现状及进展[J];电力电子技术;2005年05期
5 王长永,张仲超;级联型相移SPWM变流器及其在有源电力滤波器中的应用[J];电力系统自动化;2001年01期
6 王志华,尹项根,程汉湘,陈锐,张永伟;级联型高压变频调速系统共模电压分析[J];电力系统自动化;2003年15期
7 徐甫荣;中高压变频器主电路拓扑结构的分析比较[J];电气传动自动化;2003年04期
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曹光华;方晨;;三电平逆变器SVPWM控制算法的研究[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2006年03期
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7 戴立红;陈雪波;于政军;付勇军;;三电平逆变器系统仿真[J];辽宁科技大学学报;2011年04期
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9 曹靖;李红涛;苗建锋;赵占斌;;一种交流调速的高精度采样系统设计[J];北方工业大学学报;2010年01期
10 孙浩;杨晓峰;支刚;郑琼林;;CPS-SPWM在模块组合多电平变换器中的应用[J];北京交通大学学报;2011年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李诺;王江;张荣华;;永磁同步电动机非线性负载的神经网络自适应控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 陈翠;孙衢;王旭光;;基于EKF的感应电机无速度传感器控制系统[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 朱熀秋;郝建欣;张伟霞;潘伟;刘贤兴;;无轴承异步电机两种磁场定向控制系统设计与性能分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 黄波;林健;;直接转矩控制在拖动技术中的仿真与分析[A];煤炭机电与自动化实用技术[C];2012年
5 陈祥;张伟;林良友;;中小型水电机组振动与稳定性测控系统研制[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
6 张莉;刘雅举;李东明;王娟;;SA4828在SPWM信号产生电路中的应用[A];2007年河北省电子学会、河北省计算机学会、河北省自动化学会、河北省人工智能学会、河北省计算机辅助设计研究会、河北省软件行业协会联合学术年会论文集[C];2007年
7 张宇;陈乔夫;盛建科;李达义;;新型的大容量可调电抗器关键技术研究[A];湖北省电工技术学会2004年学术年会论文集[C];2004年
8 田野;王归新;林涛;;5KVA数字双闭环控制单相逆变器试验研究[A];中南七省(区)电力系统专业委员会第二十二届联合学术年会论文集[C];2007年
9 刘海乐;;FPGA在某导弹控制箱检测装置中的应用[A];全国第一届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2006年
10 孙宁强;梁大开;丁伟;;基于CPLD的优化消谐PWM数字触发电路的分析和实现[A];江苏省计量测试学会2005年论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨金辉;数字化PWM逆变系统控制关键技术研究及其应用[D];湖南大学;2010年
2 蔡凯;多电平逆变器通用调制策略和电容电压平衡研究[D];华中科技大学;2010年
3 陈江辉;Buck型逆变器高阶系统布尔型滑模控制及反馈线性化最优控制研究[D];华南理工大学;2010年
4 汪洪亮;逆变器并联系统若干关键问题研究[D];华中科技大学;2011年
5 陈仲伟;基于飞轮储能的柔性功率调节器关键技术研究[D];华中科技大学;2011年
6 赵宏革;基于船舶电力推进系统直接转矩控制技术研究[D];大连海事大学;2011年
7 郑宏;中压静止无功发生器系统研究[D];江苏大学;2011年
8 刘子建;四象限级联型多电平高压大功率逆变器控制系统研究[D];中南大学;2010年
9 吕新明;啮合式电动机的基础研究[D];北京邮电大学;2011年
10 郑征;双PWM变频器及其协调控制技术研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王立飞;基于ARM的三相交流异步电动机调速系统研究[D];华中农业大学;2010年
2 杨亮;基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究[D];安徽工程大学;2010年
3 曹建;基于软开关PWM技术的光伏逆变器的研究与设计[D];南昌航空大学;2010年
4 苏鹏;带式输送机起动制动一体化自动控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
5 田恩国;基于EKF无速度传感器矢量控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
6 高圆圆;基于FPGA的跑步机变频调速系统的设计研究[D];山东科技大学;2010年
7 丁鉴彬;注塑机械手控制系统设计研究[D];山东科技大学;2010年
8 葛金法;感应电机矢量控制系统研究与实现[D];浙江理工大学;2010年
9 王瑞玲;无刷直流电动机调速算法及起动电路研究[D];郑州大学;2010年
10 郝春学;基于DSP的三电平异步电动机直接转矩控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 竺伟,陈伯时;高压变频调速技术[J];电工技术杂志;1999年03期
2 徐甫荣;中高压变频器的分类和比较[J];电工技术杂志;2004年09期
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4 熊宇,陈丹江,胡长生,张仲超;电流型组合变流器载波相移SPWM技术研究[J];电力电子技术;2003年04期
5 李永东,高跃,候轩;大容量多电平变换器PWM控制技术现状及进展[J];电力电子技术;2005年05期
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7 陈锐,尹项根,王志华;级联型高压变频器死区效应分析[J];电力自动化设备;2003年08期
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10 张选正;高压变频器的谐波及检测标准[J];电气时代;2004年10期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 杨向真;级联型中高压变频器控制策略的研究与实现[D];合肥工业大学;2006年
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3 胡天彤;基于DSP的高压变频控制器的研究[D];西安科技大学;2008年
4 丁伟;高压变频调速控制策略及实现技术的研究[D];湖南大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 李东野;;直流电源SPWM级联式多电平高压变频器的建模与仿真[J];中国科技信息;2013年07期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 单庆晓;黄元林;陈长明;;级联型逆变器相移PWM的相移量与输出谐波关系分析[J];电源技术应用;2003年08期
5 费万民,姚文熙,吕征宇,吴兆麟;中高压变频调速技术综述[J];电力电子技术;2002年02期
6 齐悦,杨耕,窦曰轩;一种基于混合单元的新型串级逆变电路[J];电力电子技术;2002年03期
7 单庆晓,潘孟春,李圣怡;多重逆变器的新型差补PWM技术[J];电力电子技术;2002年06期
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10 尹项根,程汉湘,射勤岚;电压型高压变频器的实现研究[J];电力系统及其自动化学报;2001年06期
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3 杨存祥;宋镜波;王发群;李冬富;吉炜寰;;基于DSP的电力参数检测系统的研究[J];广东输电与变电技术;2007年05期
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5 杨存祥;张予生;宋镜波;;基于DSP的电力参数检测系统[J];仪表技术与传感器;2008年01期
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10 潘文辉;CPLD在交流电机控制系统中的测速应用[J];微计算机信息;2003年02期
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1 黄宝平;黄自力;冯淑云;;MEP测试方法的研究[A];中国航空学会信号与信息处理专业全国第八届学术会议论文集[C];2004年
2 冯红岩;张建成;李和明;;新型电能质量监测装置的硬件平台设计[A];电工理论与新技术学术年会论文集[C];2005年
3 郭晋;李宗伯;龚国辉;梁承军;;实时视频采集压缩子系统的设计与实现[A];2008通信理论与技术新发展——第十三届全国青年通信学术会议论文集(下)[C];2008年
4 谭博;马瑞卿;杨永亮;王灿;;行波型超声波电机及其控制技术[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年
5 林广明;黄义锋;欧阳森;蒋金良;;基于DSP和CPLD电能质量监测装置的设计[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集(中册)[C];2008年
6 谭国俊;王思建;蒯松言;郭秋敏;;基于DSP的大功率开关磁阻电机全数字控制系统在矿山绞车上的应用[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年
7 粟梅;余岳;孙尧;桂卫华;;基于DSP+CPLD的双级矩阵变换器的设计与实现[A];2006中国电工技术学会电力电子学会第十届学术年会论文摘要集[C];2006年
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9 张永鹏;王平;;火力发电厂高压变频器运行常见问题分析[A];重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C];2010年
10 郭冀龙;马劲松;;高压变频器在水泥磨辊压机循环风机上的应用报告[A];水泥工业节电和变频技术研讨会论文集[C];2011年
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2 周强;我国将颁布高压变频器国家标准[N];科技日报;2004年
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7 本报记者 郭宇;技术日臻成熟 高压变频器产业前景可期[N];中国工业报;2008年
8 深圳商报记者 苏海强;六年长成“大个子”并肩国际巨头[N];深圳商报;2006年
9 李静;利德华福领衔国内变频业[N];科技日报;2006年
10 曹琰 张剑;火电节能搭台 高压变频市场好戏将上演[N];中国工业报;2005年
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1 张小鸣;矿用变电所测控系统研究[D];南京理工大学;2008年
2 赵德安;车用开关磁阻电机ISAD系统的先进控制方法研究[D];南京航空航天大学;2007年
3 方晶;高压变频器过电压保护与控制[D];华中科技大学;2011年
4 王毅;级联型多电平逆变器的新型拓扑结构与控制方法研究[D];华北电力大学(河北);2005年
5 李辉;改进的离散余弦反变换迭代算法研究与音频DSP核设计[D];电子科技大学;2010年
6 赵庆亮;基于DSP的自动平衡控制理论与方法研究[D];北京化工大学;2012年
7 孙科林;基于多核DSP的实时图像处理平台研究[D];电子科技大学;2012年
8 王洪君;H.264运动估计快速算法研究及编码器DSP实现[D];天津大学;2009年
9 肖传伟;智能相机的设计研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2006年
10 林伟杰;永磁同步电机伺服系统控制策略的研究[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郭掾龙;基于DSP的单元串联多电平变频技术的研究[D];河北工业大学;2007年
2 胡鹏;级联多电平变频器控制系统的研究与设计[D];西南交通大学;2006年
3 赵迎辉;基于DSP的数据采集与处理系统的设计与实现[D];西南交通大学;2006年
4 段冶;B超探头三维运动信息提取技术研究及其DSP系统设计[D];北京工业大学;2005年
5 彭晓东;基于PCI总线的DSP、CPLD运动控制器的设计与实现[D];电子科技大学;2005年
6 陈青松;基于DSP&CPLD的超小型无人直升机飞控系统研究与设计[D];浙江大学;2006年
7 张健;基于DSP的指纹识别系统的设计[D];沈阳工业大学;2005年
8 黄素贞;一种基于DSP和CPLD的图像采集处理系统的研究[D];山东大学;2005年
9 姚国珍;基于DSP和CPLD的电力数据采集平台的研究与设计[D];华北电力大学(河北);2005年
10 李小飞;基于DSP的数控扫描隧道显微镜研制[D];华中师范大学;2007年
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