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《中国矿业大学》 2010年
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大功率提升机三电平双馈调速关键技术研究

叶宗彬  
【摘要】: 我国矿井提升机中交流拖动占80%以上,而其中绝大部分采用“绕线式异步电机+转子串电阻调速”或“同步电机+交交变频调速”。这两种调速方式中,前者能耗大,调速性能差,而后者功率因数低,对电网污染严重。随着国家“节能减排”的需要不断深入,对这些设备进行节能改造势在必行。 本文深入研究了双三电平双馈电机定子磁链矢量控制,为“绕线式异步电机+转子串电阻调速”提升机系统提供了一个较佳的改造方案。 本文以双三电平作为主回路拓扑,在此基础上研究了二极管钳位式三电平变换器、三电平PWM整流器以及双馈电机定子磁链定向矢量控制等控制策略。其中,针对二极管钳位式三电平变换器进行了深入研究,提出了一种基于参考电压分解的简化SVPWM算法,阐述了二极管钳位式三电平变换器中性点电位波动的原因,给出了简化SVPWM算法下中性点电位平衡的边界,并提出了一种适用于四象限运行的统一中性点电位平衡控制策略。 对于三电平PWM整流器,本文分析了其数学模型,提出了适用于高压大功率场合的新型虚拟磁链观测器,对比了直接电流控制以及直接功率控制下整流器的动态性能。对于双馈电机,本文建立了其数学模型,并深入分析了定子磁链定向下的双馈电机数学模型。为使双馈电机适用于全速范围内的调速,提出了一种零速下的双馈电机初始转子位置角的辨识方法。 此外,采用单神经元自适应控制器取代传统的PI控制器对三电平PWM整流器的电压外环、双馈电机的速度外环进行控制,文中还分析了其稳定性,并通过实验对比了两种控制方案的效果。 本文通过仿真和实验验证了以上算法的可行性,并将之在工业现场应用。以1MW的矿井提升机为控制对象,实现了定子磁链定向下的双三电平双馈电机的高性能控制。此外,还通过对280kW实验平台对单神经元控制算法进行了进一步的实验验证。 该论文有图71幅,表11个,参考文献139篇。
【学位授予单位】:中国矿业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TD633

【引证文献】
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1 王志业;张传金;;直驱式风力发电系统并网变流器研究[J];电测与仪表;2011年11期
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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2 冉文;全力;;车用交流伺服起动——发电集成系统的性能研究[A];第十四届中国科协年会第19分会场:电动汽车充放电技术研讨会论文集[C];2012年
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4 陈秀;刘勇夫;冀晓童;高扬;徐青;王辉;;基于起停式飞剪矢量控制系统的研究[A];2011年河北省冶金信息化自动化年会论文集[C];2011年
5 王雷;朱熀秋;陈艳;;二自由度交流磁轴承参数自整定模糊PID控制器研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 蒋蔚;印平;曹丽婷;;基于MATLAB供热温度模糊自整定PID控制系统仿真[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
7 朱熀秋;李烽;潘伟;孙晓东;;无轴承异步电机转子磁场定向控制研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 孟庆金;权悦;景绍洪;;热电厂CFB锅炉燃烧智能控制策略研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 朱通;朱熀秋;孙永波;郝晓红;;无轴承永磁薄片电机试验平台及驱动系统设计[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 谢桦;张德宏;;双馈风力发电机组最大风能捕获控制方法研究[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
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1 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年
2 许爱德;开关磁阻电机在船舶电力推进中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
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5 罗清林;抗强振动干扰数字涡街流量计信号处理方法研究与低功耗实现[D];合肥工业大学;2010年
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7 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
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9 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
10 刘杨华;SOFC固体氧化物燃料电池分布式发电系统仿真及其潮流计算[D];湖南大学;2010年
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1 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
2 凌刚;基于DSP+FPGA的永磁同步电动机伺服驱动器研究[D];安徽工程大学;2010年
3 代宏伟;布里渊散射水下探测目标的自动识别[D];南昌航空大学;2010年
4 康建胜;高功率因数开关电源的研究与实现[D];山东科技大学;2010年
5 于张喜;立式刨切机机构设计优化[D];山东科技大学;2010年
6 刘鲁艳;基于PJR-2X型喷浆机器人的开放式算法平台研究与设计[D];山东科技大学;2010年
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9 滕景忠;智能瓦斯传感器的研制[D];山东科技大学;2010年
10 檀庭跃;智能控制算法在倒立摆系统中的应用研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
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1 胡书举;李建林;许洪华;;一种二极管箝位五电平H桥逆变器的应用[J];变流技术与电力牵引;2008年04期
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9 赵争鸣;白华;袁立强;;基于IGCT的高压三电平变频器若干关键技术问题思考[J];变频器世界;2007年07期
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1 李浩;大功率三电平变换器关键技术及同步电机传动控制系统研究[D];中国矿业大学;2010年
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【二级引证文献】
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1 吴轩钦;电励磁同步电机双三电平矢量控制系统研究及其应用[D];中国矿业大学;2011年
【二级参考文献】
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