收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

数字化PWM逆变系统控制关键技术研究及其应用

杨金辉  
【摘要】:高频全控型电力电子器件和高性能DSP控制器的问世,使PWM逆变系统的数字控制成为当今电力电子技术的热门研究领域。先进控制技术的应用可以提高PWM逆变系统输出电压的稳定性和可靠性,同时改善系统的动稳态等性能,便于系统的优化升级和产品化。PWM逆变系统向着数字化、模块化、网络化、智能化的方向发展,本文针对数字化PWM逆变系统,研究和开发系统控制关键技术,为系统的设计与开发提供理论依据和实现途径。 (1)研究了数字化PWM逆变系统的应用领域与发展趋势;从数字化PWM逆变系统的波形控制、脉宽调制与系统控制的角度,深入研究了逆变控制技术的理论基础和技术基础;阐述了项目的研究背景和作者所承担的开发任务。 (2)对于数字化单相PWM逆变器,将其主电路分为逆变桥单元和输出滤波单元,分别建立二者的数学模型。逆变桥单元和PWM产生过程等效为一个增益恒定的放大器,建立了输出滤波单元的连续时间、离散时间模型,对LC滤波参数进行了分析设计。对于数字化三相PWM逆变器,分别建立了基于三相静止abc坐标系模型、基于坐标变换αβ坐标系模型和基于同步旋转dq坐标系模型,三相滤波单元可通过坐标变换解耦为两个单相滤波单元,因而单相PWM逆变器的研究方法和结论都可应用于三相PWM逆变器。为便于对逆变系统控制算法进行仿真研究,建立了单相和三相PWM逆变器的Matlab仿真电路模型。 (3)针对逆变系统负载适应性能不强、动静态性能不佳的特点,深入研究了几种实用型逆变波形复合控制策略。通过算法理论推导及分析,给出了各种复合控制策略的实现方法并做了相应的仿真研究;对各种策略的特点和特性进行分析和比较。针对逆变系统,提出了一种基于神经网络内模原理的逆变波形控制策略,建立了系统的正模型和神经网络内模控制器,有效的提高了系统的逆变波形质量和负载适应性。 (4)从载波调制和空间矢量调制的角度对单相和三相逆变系统的调制技术进行了深入研究。对于单相逆变系统,分析了采样型SPWM技术,给出了一种脉冲二重化数字SPWM技术,在相同载波频率下获得较普通SPWM低两倍谐波的波形。通过引入单相逆变系统“线电压”的概念,实现了单相SVPWM技术,研究结果证明了单相SVPWM与载波PWM的统一性。对于三相逆变系统,将单相脉冲多重化SPWM实现方法推广到三相系统实现三相数字SPWM技术;研究了三相SVPWM技术的原理及实现方法;通过对两电平以及多电平载波PWM和SVPWM两类调制技术的对比研究,证明了三相SVPWM与载波PWM的统一性。研究表明SVPWM通过在载波PWM调制中迭加适当的零序分量实现,SVPWM通过对载波调制信号注入零序信号与载波PWM相统一。 (5)针对逆变系统控制与功能实现,重点分析研究了嵌入式实时操作系统μC/OS-II平台下的软件锁相控制算法。以逆变电源为例,实现了μC/OS-II在LF2407A上的移植;对系统进行任务划分和实现调度;推导了基于同步调制和基于异步变频调制的软件锁相控制算法。利用LF2407A微处理器,分别给出了两种软件锁相控制算法的DSP实现方法,解决了旁路/逆变输出切换时对系统和负载的冲击问题和EPS在系统断电情况下快速起动、快速切换的问题。 (6)应用数字化PWM逆变系统控制关键技术,研制高性能环保节能型数字化逆变电源系列定型产品,实现数字化升级换代,提高产品的性价比。本文重点针对一款70kW数字化三相EPS新产品的研制工作,从控制关键技术算法的实现思想、核心硬件模块开发、软件系统设计等方面阐述数字化EPS系统的设计创新。数字化逆变系统控制关键技术解决了控制精度、跟踪速度和逆变输出的切换时间、转换效率等核心技术问题,整机技术性能指标到达有关标准要求和预期的设计目标,目前该机型已作为2010年新产品投入市场应用。 数字化PWM逆变系统控制关键技术,逆变波形复合控制策略提高了逆变波形质量、系统动静态特性和负载适应性;脉宽调制技术解决了逆变系统逆变控制问题,简化了逆变算法,提高了逆变效率;软件锁相控制算法解决了EPS旁路/逆变输出切换冲击问题以及快速起动/切换的问题。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 吴团结,刘淳;串联谐振型激光器用开关电源的研制[J];电子与自动化;2000年03期
2 张西虎;一种三相静止变流器设计[J];南昌航空工业学院学报;2000年04期
3 纪宗南;高速、单端PWM控制器MC34023/MC33023的原理及应用[J];仪表技术;1997年04期
4 周克亮,康勇,熊健,张凯,陈坚;空间矢量法 SPWM 全数字化变频器的研制[J];电力电子技术;1998年01期
5 黄河,李继榜;200W准谐振DC-DC变换器[J];移动电源与车辆;2000年03期
6 汪木兰,顾绳谷;无刷直流力矩电机驱动高性能伺服系统研究[J];电气传动;2001年03期
7 陈国呈,孙承波,周勤利;并网运行PWM逆变器的控制方式[J];电工技术杂志;2001年08期
8 陈忠民,王宏新;TOPSwitch系列IC及其在电源系统中的应用[J];国外电子元器件;2001年03期
9 都改欣,张培仁;新型电机控制芯片TMS320F240[J];电子质量;2002年03期
10 孙宏国;利用PWM集成控制器控制的弧焊逆变器[J];微型机与应用;2002年10期
11 雷毅 ,彭旭东,许敬年,黄东升;面向管道全位置熔化极自动焊的新型微机控制系统[J];压力容器;2003年03期
12 张加胜,郝荣泰;PWM可逆整流器的建模与系统仿真[J];电气传动;1998年06期
13 徐正喜,陈涛;舰用直流升压变换电路研究[J];舰船科学技术;1998年06期
14 王建君,张明宙;一种简易的PWM波形的生成方法[J];电机电器技术;1999年04期
15 刘锡珊,刘珂,李长兴;采用新型器件IGCT的大容量PWM变频调速系统[J];电气传动自动化;2000年04期
16 王维荣,李小军;小型化逆变器的设计[J];电气传动自动化;2000年05期
17 涂建坤,江斌;小型直流电机的单片机闭环调速系统[J];信息空间;2000年02期
18 满永奎,边春元,许宁;零空间矢量和PWM开关频率对异步电机噪声的影响[J];东北大学学报(自然科学版);2002年08期
19 柯锋,周永鹏,黄锦恩,万淑芸;PWM恒流充电系统的设计[J];电子技术应用;2002年03期
20 徐锡胜;电机控制芯片性能比较与选型参考[J];微特电机;2002年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘海涛;段巍;李崇坚;朱春毅;;PWM在高压除尘系统中的应用[A];全国冶金自动化信息网2012年年会论文集[C];2012年
2 吴茂刚;赵荣祥;;空间矢量和正弦PWM方法分析与比较[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 韦校飞;王林;;加入零序分量的载波PWM调制方法的仿真研究[A];土木建筑学术文库(第9卷)[C];2008年
4 刘以建;孙超;;基于PWM有源逆变的船舶轴带发电机控制策略[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
5 郭春华;汪同庆;;基于无模型自适应控制的电压型PWM整流器研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 刘健;尹项根;张哲;唐萍;熊卿;王存平;;高压大功率三电平逆变系统故障特性分析与保护原理研究[A];中国智能电网学术研讨会论文集[C];2011年
7 周渊深;李雪龙;;基于内模控制的功率内环和电容能量外环的PWM整流器[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
8 陈骏峰;杨璇;徐金榜;沈安文;;电压型PWM整流器交流电抗器设计与分析[A];中南六省(区)自动化学会第二十九届学术年会论文集[C];2011年
9 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
10 钟炎平;;基于前馈解耦的三相PWM整流器电流控制研究[A];武汉(南方九省)电工理论学会第22届学术年会、河南省电工技术学会年会论文集[C];2010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 汪万伟;能量回馈型双PWM调速系统及其负荷群的协调控制研究[D];华南理工大学;2011年
3 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
4 李光叶;双PWM变换器协调控制研究[D];天津大学;2011年
5 尹忠刚;用于变频调速装置的三相PWM整流器若干技术问题研究[D];西安理工大学;2009年
6 高吉磊;单相PWM整流器谐波电流抑制算法研究[D];北京交通大学;2012年
7 郑忠玖;三相电压型PWM整流器控制策略及应用研究[D];大连理工大学;2011年
8 田凯;基于双调制波载波PWM策略的中点电位平衡问题研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 孙蔚;LCL滤波的PWM整流器控制策略研究[D];中国矿业大学;2009年
10 韦克康;轨道牵引逆变器数字控制研究[D];北京交通大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘坤;PWM整流器及其非线性控制策略的研究[D];山东大学;2010年
2 王海滨;基于空间矢量的PWM整流器的设计与实现[D];西安科技大学;2010年
3 谢晨;可逆PWM整流器及其控制策略研究[D];北京交通大学;2010年
4 邵帅;用于变频调速装置的前级PWM整流器控制策略研究[D];西安理工大学;2010年
5 张晓峻;三相大功率PWM整流器系统的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 张晓锋;基于PWM整流器的交流调速系统的设计[D];华北电力大学(河北);2010年
7 周倩;控制参数对PWM整流器性能影响的研究[D];北京交通大学;2010年
8 王蒙蒙;三电平逆变器载波PWM方法的研究[D];北京交通大学;2010年
9 刘波;三相电压型大功率PWM整流器研究和系统设计[D];中南大学;2010年
10 葛广凯;电网不平衡条件下PWM整流器及其控制策略的研究与设计[D];河南理工大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 四川 张川;基于软件实现的PWM调光LED灯[N];电子报;2010年
2 广东 伏城;用于LED灯亮度调节的PWM实现方式[N];电子报;2011年
3 伊凡壹;TI推出两款高效率PWM电源控制器[N];电子报;2011年
4 广东 林成伟;PWM太阳能控制器设计[N];电子报;2009年
5 ;电源管理方案对LED节能举足轻重[N];中国电子报;2009年
6 记者 张利锋;乌兰50万千瓦光伏并网发电项目签订[N];青海日报;2009年
7 广西 陈友荣;电子脉冲捕鱼机原理与维修[N];电子报;2009年
8 ;以数量取胜[N];电脑报;2009年
9 ;轻载效率左右上网本电池寿命[N];中国电子报;2009年
10 ;剥开外表看本质[N];中国电脑教育报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978