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《武汉理工大学》 2012年
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高功率因数逆变桥驱动电路及转子变频调速系统设计

李建平  
【摘要】:工程机械中,起重机的使用较为广泛,其工作方式主要为频繁地提升或者下放重物,该过程中具有很可观的势能回收利用的空间。为了合理利用起重机可回收势能,对起重机的驱动系统设计必须从两个方面考虑,第一个方面是电机的调速问题,第二个方面能量回收方案。在起重机电机调速方案中,交流调速中除了变频调速外,转子变频调速同样具有较高的调速性能,更重要的是其主电路中含有有源逆变装置,因而可以将转差功率回馈至电网,所以在考虑加入势能回馈方案下,交流转子调速比变频调速所添加的成本更少。 本文针对塔式起重机的结构和实际工况,以TI公司C2000系列DSP2812作为核心控制器,采用转子变频调速的方式,设计塔式起重机节能型电机调速系统。主电路方面采用斩波式转子变频调速方式,斩波器使用Sepic变换器,改善升压式转子变频调速调速范围较窄的问题,特别是提高低速调速性能,实现电机的零转速运行,使电机在零速到额定转速内全转速范围可调。为进一步节约成本,减少谐波的污染,根据起重机多机构特点,设计系统一拖多的方式,完成起重机多机构集中协调控制。驱动设计与控制策略方面,有源逆变驱动设计作为重点,以DSP作为控制器,搭建硬件电路,结合有源逆变原理设计晶闸管的数字驱动,克服模拟驱动电路的缺点,减小最小逆变角,提高功率因数和减少谐波污染。分析Sepic其工作原理及控制方式,结合绕线式电机的特点,选用模糊控制算法,完成电机双闭环调速系统设计。 为论证该方案的可行性,以卷扬机为模型,搭建小功率的模拟实验平台,对方案加以验证,并对实验结果进行分析,实验结果基本与设计相符。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TP273;TU61

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