雙頻逆變器供電的異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著控制理論的不斷完善和控制系統(tǒng)的不斷發(fā)展，交流調(diào)速系統(tǒng)越來越可以與直流調(diào)速系統(tǒng)相抗衡、相媲美了。我們?cè)诶米儞Q器驅(qū)動(dòng)電機(jī)的同時(shí)，另外一個(gè)問題卻出現(xiàn)了。為了改善逆變器的輸出性能，高頻化已成為電力電子技術(shù)發(fā)展的方向。但隨著開關(guān)頻率的提高，開關(guān)損耗急劇增大，使逆變器的效率嚴(yán)重下降，在一定程度上限制了逆變器工作頻率的進(jìn)一步提高、性能的改善及應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大。在大功率的電機(jī)調(diào)速領(lǐng)域，由于受到開關(guān)器件的限制，逆變器只能工作在較低的開關(guān)頻率，使得低頻

2、紋波分量較大，容易造成電機(jī)的附加損耗和轉(zhuǎn)矩脈振等，整個(gè)系統(tǒng)的效率也下降了。 本文借鑒近些年來重慶大學(xué)電氣工程學(xué)院電力電子系新發(fā)展的雙頻變換理論，將基于單周控制和滯環(huán)控制的雙頻逆變器用于異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，以達(dá)到提高了大功率等級(jí)逆變器的性能和效率的目的。低頻開關(guān)對(duì)高頻開關(guān)處理的電流進(jìn)行了分流，傳遞大部分功率，減少了開關(guān)損耗；高頻部分傳遞小部分功率，提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)。文章通過對(duì)異步電機(jī)矢量控制的研究又得到了合適的雙頻逆變器供電的異步

3、電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的控制方法，使系統(tǒng)具有良好的動(dòng)靜態(tài)性能。 本文通過計(jì)算機(jī)仿真，發(fā)現(xiàn)雙頻逆變器供電的異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)有著單頻逆變器供電系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)勢(shì)。雙頻調(diào)速系統(tǒng)跟單個(gè)高頻逆變器供電的系統(tǒng)相比，它們的定子電流諧波和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)都比較小，但是前者高頻開關(guān)電流最多只相當(dāng)于后者的19％，開關(guān)損耗大大降低。雙頻調(diào)速系統(tǒng)跟單個(gè)低頻逆變器供電的系統(tǒng)相比，它的定子電流諧波含量只相當(dāng)于后者的12％，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)也只相當(dāng)于后者的10％，這樣調(diào)速過程中電機(jī)的

4、附加損耗和振動(dòng)都大大減小了。 為了進(jìn)一步研究雙頻逆變器供電給異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)可行性，本文在前面理論分析和仿真的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了雙頻半橋逆變器的硬件電路，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析。該電路高頻部分采用雙路積分器ACF2101實(shí)現(xiàn)單周控制，克服了積分器的積分復(fù)位時(shí)間不是瞬時(shí)所帶來的問題，低頻部分用電流傳感器將電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)實(shí)現(xiàn)滯環(huán)控制。 通過理論分析、仿真研究和少量實(shí)驗(yàn)探討，我們發(fā)現(xiàn)雙頻逆變器確實(shí)可以用來提高逆變器的效率，