船舶中壓三電平變換器控制策略的研究.pdf

1、近年來(lái)，世界各國(guó)都大力發(fā)展船舶電力推進(jìn)技術(shù)，新造的船舶中采用電力推進(jìn)系統(tǒng)的比例越來(lái)越高。大功率的船用設(shè)備中存在無(wú)功功率損耗以及諧波污染的問題，并且日益突出。在此背景下，促使了中高壓大容量雙三電平變換器技術(shù)的發(fā)展并應(yīng)用于船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)中。它具有較高的功率因數(shù)，有效減少諧波污染，雙向能量傳輸，出色的節(jié)能效果，優(yōu)異的控制性能等特點(diǎn)。因此廣泛地應(yīng)用在中高壓大容量交流傳動(dòng)及各工業(yè)控制領(lǐng)域中。
　　本文研究的主要對(duì)象是船舶電力推進(jìn)系統(tǒng)中的變

2、頻調(diào)速系統(tǒng)，該變頻調(diào)速系統(tǒng)采用雙PWM三電平變換器變頻調(diào)速技術(shù)，先對(duì)構(gòu)成三電平變換器的整流器和逆變器系統(tǒng)進(jìn)行分析研究，再將兩部分結(jié)合為一個(gè)整體，考慮功率流動(dòng)來(lái)對(duì)其控制策略進(jìn)行分析，論文工作重點(diǎn)如下：
　　1、文章中對(duì)三電平空間矢量脈寬調(diào)制（Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM）算法的工作原理進(jìn)行闡述，分析其實(shí)現(xiàn)的過程。并對(duì)影響三電平中點(diǎn)電位波動(dòng)的原因進(jìn)行分析，在算法上進(jìn)行改進(jìn)來(lái)控制其波

3、動(dòng)。
　　2、分析了主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為二極管箝位型的三電平電壓型整流器，以及其在整流狀態(tài)和逆變狀態(tài)的工作原理。利用開關(guān)函數(shù)法來(lái)描述不同坐標(biāo)系下三電平整流器的數(shù)學(xué)模型。對(duì)其直接功率控制原理進(jìn)行分析，引入虛擬磁鏈控制省去了電壓傳感器。采用SVPWM控制技術(shù)對(duì)控制策略中整流器開關(guān)頻率進(jìn)行有效固定，構(gòu)成定頻VF-DPC控制策略。并相應(yīng)地建立MATLAB/Simulink仿真系統(tǒng)的模型，進(jìn)行模擬仿真實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證控制策略。
　　3、分析異

4、步電動(dòng)機(jī)物理結(jié)構(gòu)模型，及其數(shù)學(xué)模型在不同坐標(biāo)系下的表達(dá)方式，采用矢量控制方式使異步電動(dòng)機(jī)達(dá)到直流電動(dòng)機(jī)的控制效果，按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向控制方式搭建三電平逆變器供電的異步電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)，結(jié)合SVPWM構(gòu)建相應(yīng)的MATLAB/Simulink仿真模型，設(shè)計(jì)了異步電動(dòng)機(jī)在空間四象限運(yùn)行的仿真實(shí)驗(yàn)。
　　4、以上述分析為前提，對(duì)雙PWM三電平變頻調(diào)速系統(tǒng)存在能量延時(shí)響應(yīng)的問題進(jìn)行分析，提出協(xié)調(diào)控制策略，采用負(fù)載功率前饋的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)整流、逆變側(cè)協(xié)