基于双PWM控制的变频调速系统的研究

摘要

基于传统的变频调速系统存在交流侧功率因数低、能量不可双向传输、电流谐波含量大等缺点，本文研究了一种新型的双变频调速系统，其结构包括整流和逆变两部分。该调速系统具有交流侧输入电流接近正弦波，单位功率因数运行以及能量双向传送等优点，实现了节能调速的目标。
　　本研究在双PWM变频调速系统的整流环节，分析了三相电压型PWM整流器的拓扑结构、工作原理以及数学模型，阐述了三相电压型PWM整流器的控制方法:间接电流控制和直接电流控制。采用基于虚拟电网磁链定向矢量的直接电流控制作为整流侧的控制策略，并应用SVPWM调制算法。与传统的电压定向矢量控制方法相比，实现了无电网电压传感器控制，降低了系统的体积和成本，为逆变侧提供稳定可靠的直流电压。在双PWM变频调速系统的逆变环节，首先讨论了三相电压型PWM逆变器的数学模型，其次介绍了异步电机变频调速的几种控制方法，并分析了三相异步电动机的数学模型，最后阐述了基于SVPWM的直接转矩控制及其具体实现。以上述的理论分析为基础，设计了双PWM变频调速系统的主电路拓扑结构、控制方法以及元件参数的选择范围，进而在MATLAB提供的Simulink仿真环境下搭建了各种基本仿真模块，并在Simulink仿真环境下分别对三相电压型PWM整流器和三相电压型PWM逆变器进行仿真验证，获得了与理论分析相一致的仿真波形，从而验证了理论分析的正确性和可行性。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．2 双PWM变频器的研究状况和发展

1．3 双PWM变频器控制策略的研究

1．4 本文研究的主要内容

1．5 本章小结

2 三相电压型PWM整流器分析研究

2．1 三相电压型PWM整流器的工作原理

2．2 三相电压型PWM整流器的数学模型

2．3 三相电压型PWM整流器的控制方法

2．4 三相电压型PWM整流器控制系统研究

2．5 本章小结

3 三相电压型PWM逆变器分析研究

3．1 三相电压型PWM逆变器数学模型

3．2 变频调速基本理论

3．3 三相异步电动机的数学模型

3．4 异步电机直接转矩控制分析研究

3．5 本章小结

4 双PWM变频调速系统的实现

4．1 双PWM变频调速系统主电路的设计

4．2 双PWM变频调速系统控制策略的选择

4．3 双PWM变频调速系统主电路参数的选择

4．4 本章小结

5 双PWM变频调速系统的仿真研究与优化设计

5．1 各基本仿真模块的建立

5．2 三相电压型PWM整流器的仿真研究

5．3 三相电压型PWM逆变器的仿真研究

5．4 本章小结

6 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 工作展望

致谢

参考文献