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大功率变频系统的控制策略及参数辨识

徐兵兵  
【摘要】:在中高压大功率变频调速场合,采用多电平技术可以降低器件的耐压要求,减少输出波形的谐波含量,改善输出电压波形的质量。本文针对中高压大功率变频调速场合广泛应用的二极管箝位型三电平逆变器,在分析其结构和工作原理的基础上,重点研究了三电平逆变器的空间矢量调制和选择性消谐波调制的控制策略,采用空间矢量调制和选择性消谐波调制这两种调制方法的混合调制解决空间矢量调制在高频段谐波特性变差的问题,并对空间矢量调制中的中点电位不平衡的问题进行了研究。 近年来,异步电机无速度传感器的矢量控制已成为现代电机传动研究的热点。矢量控制利用坐标变换通过解耦控制将异步电机这一高阶、多变量、强耦合的系统等效为直流电机进行控制,简化了异步电机的控制使高性能调速的获得成为可能。无速度传感器矢量控制技术省去了速度传感器的安装,降低了系统成本,应用范围更加广泛。本文在分析了矢量控制的基本原理的基础上,研究了异步电机模型参考自适应控制估计电机转速的原理,以及基于全阶磁链观测器的无速度传感器异步电机调速系统。 在矢量控制的异步电机交流调速系统中,电机参数对系统的控制至关重要。只有获得准确的电机参数才能进行准确的磁场定向,以及准确估计电机的转速以使系统获得优良的调速性能。本文分析了电机参数的变化对无速度传感器矢量控制系统控制及调速性能的影响,并研究了异步电机参数的离线辨识。 本文对所研究的三电平逆变器空间矢量调制,选择性消谐波调制及两者的混合调制、基于全阶磁链观测的无速度传感器的异步电机矢量控制和异步电机参数离线辨识进行了Matlab仿真研究。在此基础上,依据仿真思想进行DSP编程,在基于TI公司TMS320F28335控制芯片的3kw小功率平台上进行了实验验证。


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