基于神经网络的双PWM变频器的研究

摘要

通用型变频器大多利用二极管整流，存在能量不能双向流动、功率因数低和直流侧电压不可控等问题。双PWM变频器在通用变频器的基础上，用PWM整流器替代不可控整流器，实现了能量双向流动、提高了装置的功率因数并能控制直流侧电压。
　　 本文研究的双PWM变频器包括PWM整流和PWM逆变两部分。文中首先详细分析了电压型PWM整流器的工作原理，建立采用开关函数描述的数学模型，并引入坐标变换技术得到两相旋转 坐标系下的数学模型。采用前馈解耦控制策略，设计了PWM整流器的矢量控制系统。针对PI参数整定困难，利用神经网络的自学习功能，设计了基于神经网络的PI控制器，实现PI控制器的参数自整定。最后利用MATLAB提供的电力系统工具箱构建PWM整流的滞环控制系统和矢量控制系统的仿真模型，进行仿真实验。对PWM逆变器的研究，首先详细分析了三相交流异步电机的工作原理并建立了、和坐标系下数学模型。然后重点研究了按转子磁链定向的矢量控制系统和SVPWM技术，并利用MATLAB进行仿真实验。在理论分析和仿真实验的基础上，设计了双PWM变频器软硬件系统，包括主电路、控制电路、信号检测电路。采用SPMC75LF2313实现PWM逆变器的V/F控制，得到较好的效果，并进行矢量控制系统的软件开发；利用TMS320F2812设计PWM整流器的双闭环数字控制系统，得到部分的结果。
　　 本文为研究和开发双PWM变频器提供了实用价值。