收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

用于变频调速装置的三相PWM整流器若干技术问题研究

尹忠刚  
【摘要】: PWM整流器用于变频调速装置既可以实现能量的双向流动,又具有网侧单位功率因数控制、谐波含量少、动态响应快等优点,减小了对电网的污染,同时可以达到节能的效果。本文对PWM整流器的数学模型及其控制策略进行研究,采用基于Markov链的随机PWM技术减小PWM整流器的传导EMI和高频噪音,并对其混沌行为进行分析和验证;对三电平PWM整流器,研究了新型的拓扑结构、数学模型及控制策略。 对三相两电平PWM整流器的拓扑结构与工作模式进行了分析,建立了PWM整流器的低频时域模型和高频时域模型;针对PWM整流器的整流状态,提出了一种基于12区间的PWM整流器双单输入单输出(DSISO)模型,将PWM整流器等效为两个与传统单相升压变换器类似的电路结构,大大简化了对PWM整流器的分析;基于该模型,推导了小信号模型,建立了三相PWM整流器从控制到输出的传递函数;对系统受到干扰时系统参数的变化进行了分析,从输入输出功率相等的角度,提出了系统参数设计需满足的条件;根据空间电压矢量调制和伏秒特性理论,提出了开关信号由两相静止坐标系到三相静止坐标系变换时的控制策略;仿真和实验结果验证了12区间DSISO模型及其控制策略的可行性。为了简化系统结构、提高系统可靠性,结合12区间DSISO模型的特点,提出了一种基于12区间DSISO模型的无交流电压传感器PWM整流器控制策略;设计了一种区间自同步控制器,它可以根据对指定物理量的判断对区间做出正确的选择;仿真结果验证了无交流电压传感器控制策略的有效性。 为了解决基于12区间的DSISO模型能量不能双向流动的问题,提出了一种基于6区间的三相PWM整流器DSISO模型,仍然是基于α-β静止参考坐标系,将三相PWM整流器等效为两个单相全桥PWM整流器,该模型能够实现能量的双向流动,并对其控制策略进行了研究。完成了电阻负载条件下的PWM整流运行、电机空载条件下的能量回馈实验和电机带载条件下的能量回馈实验,实验结果验证了基于6区间DSISO模型及其控制策略的有效性。 研究了Markov过程与Markov链的工作原理与特点,并对两状态Markov链和三状态Markov链进行了详细的分析;提出了一种基于两状态Markov链的PWM整流器随机PWM技术,能够使随机数均匀地分布在期望随机数的周围,并使随机开关频率分布更加均匀,从而使输入电流频谱分布更加均匀,减小了PWM整流器的传导EMI和高频噪音,而且与常规随机PWM相比,输入电流的纹波明显减小,该方法有效地解决了常规随机PWM技术产生的时域与频域之间的矛盾。仿真和实验结果验证了算法的有效性。 研究了三相三电平PWM整流器的新型拓扑,分析了四线制三桥臂非对称三电平PWM整流器和三相两桥臂中性点二极管箝位PWM整流器的数学模型和工作模式。对于三相两桥臂三电平中性点二极管箝位PWM整流器,系统分析了数学模型和工作模式,针对其PWM整流状态,提出了一种基于12区间的DSISO模型,在两相静止坐标系中将三相两桥臂三电平PWM整流器简化为两个与传统单相升压变换器类似的电路结构。根据空间矢量调制和伏秒特性理论,分析了各开关信号由两相静止坐标系到三相静止坐标系变换时的控制策略。通过仿真结果验证了三相两桥臂三电平PWM整流器及其DSISO控制策略的有效性。 基于三相两电平PWM整流器的6区间DSISO模型,以混沌动力学理论为基础,采用相空间重构法对PWM整流器的非线性特性进行了深入研究,依据相图法和绘制功率谱进行定性混沌分析,对单变量的时间序列求取最大Lyapunov指数和关联维数进行定量混沌分析。通过分析、计算和仿真,验证了PWM整流器具有典型的混沌特征。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 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
2 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
3 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
4 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
5 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
6 都改欣,张培仁;新型电机控制芯片TMS320F240[J];电子质量;2002年03期
7 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
8 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
9 王杰;微机电源智能化逆变系统的设计和应用[J];仪器仪表标准化与计量;2003年01期
10 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
11 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
12 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
13 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
14 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
15 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
16 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
17 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
18 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
19 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
20 周鸿,贾文;Top Switch单片开关电源的原理与应用[J];航空计算技术;2002年01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 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
7 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
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 ;Research on Dual-PWM Variable-frequency Converter Based on Current Predictive Control[A];Proceedings of 2010 Chinese Control and Decision Conference[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
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 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
6 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
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 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
2 刘春海;PWM整流器预测电流控制研究[D];北京交通大学;2010年
3 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
4 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
5 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
6 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
7 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
8 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
9 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
10 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
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 广西 陈友荣;电子脉冲捕鱼机原理与维修[N];电子报;2009年
7 ;剥开外表看本质[N];中国电脑教育报;2010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 浙江 黄松正;用STC单片机制作D类功放[N];电子报;2009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