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《中国科学院研究生院(电工研究所)》 2006年
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基于Back-to-Back变流技术的调速系统的研究

李时杰  
【摘要】:基于Back-to-Back变流技术的调速系统以其具有的四象限工作、网侧电流近似正弦和功率因数可控等特性受到各国学者的广泛关注。本文以Back-to-Back变流技术作为研究对象,针对该技术目前存在的问题从理论分析、计算机仿真和样机实验验证三个方面进行了深入的研究。 本文首先建立了Back-to-Back变流系统的数学模型,仿真分析了其动静态特性,在此基础上对三相PWM整流器的交流侧电感和直流侧电容的参数设计进行了详细的理论分析,指出在传统的直流侧电容的参数设计中,没有考虑到由于PWM控制信号有至少一个开关周期的延时,系统存在整流侧和逆变侧同时向母线电容馈电的可能性,导致电压波动范围超过设定值。为此,本文研究了此种情况下的电容积聚的能量最大值,提出了电容容量最小化的设计方法,为系统的稳定运行提供保障。 为了提高直流母线电压的动态响应,抑制母线电压的波动,本文在分析了传统的前馈控制策略不足的基础上,采用小信号模型的分析方法,提出了一种改进的前馈控制策略,对由负载和电网突变引起的母线电压波动均有较好的抑制能力。同时,对前馈控制策略中负载电流需用电流传感器测量的问题,提出了基于状态观测器的测量方法,取代传感器对负载电流进行虚拟测量。仿真和实验结果都证明了该策略的有效性。 由于受到死区时间和功率开关管最小脉宽的影响,实际采用的空间矢量PWM的调制比达不到理想的最大值,导致系统调节裕量降低。本文在对变流器和空间矢量工作原理分析的基础上,提出了死区最小化和零矢量重新分配的策略,减少了死区时间和最小脉宽对调制比的影响,拓宽了系统的调制裕量。仿真和实验结果验证了所提出的控制策略的有效性。 针对三相PWM整流器网侧电流含有的高次谐波有可能对周围电子设备产生的电磁干扰(EMI)问题,本文对通常采用的三种滤波器进行了比较研究,并针对引入LC滤波器给系统带来的功率因数下降和LC谐振的问题,提出了一种新的有源阻尼的控制策略,仿真结果证明该策略对抑制LC谐振和校正功率因数都起到了较好的作用。关键词:Back-to-Back变流器,能量双向流动,前馈控制,死区最小化,有源阻尼
【学位授予单位】:中国科学院研究生院(电工研究所)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TM921.2

【引证文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前4条
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【参考文献】
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10 郑征;邹瑾;;PWM整流器新型控制策略研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 梁燕军;海洋平台非线性系统最优减振控制研究[D];中国海洋大学;2010年
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【同被引文献】
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1 李旭;王鸣;;基于TMS320F2812的软件锁相技术[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年04期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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【二级参考文献】
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8 扈忠华;;前馈控制在抄纸定量控制中的应用[A];2004年中国造纸学会新闻纸专业委员会学术年会论文及报告汇编[C];2004年
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5 本报记者 朱广菁;新科技革命将呈现新人文特点[N];大众科技报;2007年
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8 段继东向士英;营销计划在执行中的管理与控制[N];中国医药报;2008年
9 田南(作者单位:武汉港监学校);教育成本管理之我见[N];中国水运报;2002年
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1 李时杰;基于Back-to-Back变流技术的调速系统的研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2006年
2 Mohsen Ruzbehani;DC/DC开关功率变换器控制方法的研究[D];重庆大学;2005年
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5 陈继华;无刷双馈电机调速系统的研究[D];湖南大学;2005年
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7 唐辉;基于辐射能的过热汽温预测控制研究[D];华中科技大学;2007年
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