交-直-交变频调速系统仿真研究

摘要

电动机作为风机、水泵、压缩机、机床等各种设备的动力,已广泛应用于工业、商业、公用设施和家用电器等各个领域,其中异步电动机是各类电动机中应用最广、需要量最大的一种.因此,提高电机系统的效率,对节约电能意义十分重大. 随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展,交流变频调速技术得到了迅速发展,其显著的节能效益,高精确的调速精度,宽泛的调速范围,完善的保护功能,以及易于实现的自动通信功能,得到了广大用户的认可,在运行的安全可靠、安装使用、维修维护等方面,也给使用者带来了极大的便利.但由于变频器供电侧电流中会含有谐波,这些谐波电流注入电网后将对电网的电能质量产生不利影响,而其逆变电路输出侧产生的高次谐波也会给电动机带来诸如发热加剧、转矩脉动及噪声等问题,甚至造成电机损坏,另外,谐波还对通信以及电子设备产生严重干扰,影响周围设备的正常运行.因此,研究变频器的谐波特性将有利于提高交流传动系统的可靠性和工作效率. 为了分析变频器对电动机的影响,利用Matlab仿真工具,搭建了交-直-交变频调速系统的仿真模型,本文研究了其逆变器谐波对交流电机负载的转矩、绝缘、损耗以及运行效率的影响,并且对影响变频器逆变电路输出电压频谱分布的电压调制比、载波频率和逆变电路开关滞时进行了仿真分析,讨论参数变化时对输出谐波的影响. 近十多年以来,在电能质量问题的各种现象中,电压暂降是造成电压敏感设备不能正常工作的主要原因.对于电压暂降而言,可调速驱动属于典型的敏感性负荷.本文在对电压暂降的定义、起因等进行阐述和分析的基础上,仿真分析了电压暂降对四种不同类型的交-直-交变频器的影响,画出了不同类型变频器的电压容许曲线.

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1交流调速技术的发展

1.2电动机调速的节能效果

1.3国内外研究现状

1.4本文研究内容及所做的工作

2变频器输出谐波及其对电机的影响

2.1变频器输出的谐波及其危害

2.2变频器输出谐波对调速系统转矩的影响

2.3变频器输出谐波对调速系统绝缘的影响

2.4变频器输出谐波对调速系统效率的影响

2.5逆变器调制方式对输出谐波的影响

2.6变频器的谐波治理

3电压暂降对变频调速系统的影响

3.1电压暂降的产生与危害

3.2电压暂降仿真模型

3.3电压暂降对电机速度的影响

3.4对不同起始角度电压暂降情况的仿真

3.5对不同电压暂降型态的仿真

3.6电压暂降的治理

4结论与展望

4.1结论

4.2展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间发表的学术论文