双变量交交变频双馈电机过渡过程及功率因数控制理论的研究

摘要

双变量交交变频器无需电流过零检测装置就可实现自然无环流,可以根据电流的换流范围,在某一个电压片段上完成自然换流。对于采用双变量交交变频技术的双馈电机开环调速系统来说,转子侧电流的过零点不变,转子电压与转子电流的相位角与负载大小、转速及压频比有关,这是双变量交交变频器应用于双馈电机控制系统的特殊所在。针对这一特殊性,本文将对基于双变量交交变频双馈电机的功率因数的控制理论进行研究。
　　在转子侧变频电压与转子侧感应电动势的相位不确定的情况下,对双变量交交变频双馈电机系统进行控制,此过程中发现了在双馈电机功率因数的控制上的控制规律。首先,根据实验得出的控制规律推导出此双馈系统的矢量图,通过分析大量的矢量图找到一种符合实验结果的理论。其次,结合双变量理论,在MATLAB环境下设计由双变量六脉波交交变频器和绕线式电机构成的双馈电机调速系统,对双馈电机的过渡过程进行了仿真,过渡过程包括电机的起动过程及调速过程,验证了起动方案的可行性。在双馈电机稳态运行时,对电机的功率因数进行控制,仿真结果验证了双馈系统的功率因数控制理论的正确性。最后,对采用双变量交交变频的双馈电机的过渡过程进行了实验研究,得出不同分频下能够满足绕线式电机顺利过渡到双馈电机所需要的最大转速差,总结出最大转速差的规律;并对双馈电机的功率因数控制进行了研究,实验得出的定子侧功率因数控制规律、定子电流与转子电流的关系与理论一致,从实验的角度验证了双馈电机功率因数控制理论推导的正确性。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 变频技术的发展及交-交变频研究现状

1.3 双馈调速技术及其控制系统的发展现状

1.4 本文的主要工作

2 双变量交交变频双馈控制系统的设计

2.1 双变量控制原理

2.2 双变量交交变频器自然无环流换流原理

2.3 双变量交交变频双馈控制系统的设计

2.4 双变量交交变频双馈系统的软件设计

2.5 小结

3 双变量交交变频双馈电机的工作原理及功率因数控制理论

3.1 双馈电机的工作原理

3.2 基于双变量交交变频双馈电机功率因数的控制理论

3.3 小结

4 双馈电机过渡过程及功率因数控制的仿真研究

4.1 双馈电机在MATLAB/SIMULINK环境下的建模

4.2 变频触发规律及仿真分析

4.3 双馈电机调速系统的仿真研究

4.4 双馈电机的功率因数控制的仿真分析

4.5 小结

5 双馈电机过渡过程及功率因数控制的实验研究

5.1 绕线电机从起动状态到双馈状态过渡过程的研究

5.2 双馈电机功率因数控制的研究

5.3 小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 研究展望

参考文献

作者简历

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