兩電平牽引逆變器多械SVPWM算法.pdf

1、在我國高速動車組關(guān)鍵技術(shù)國產(chǎn)化、自主化研究和生產(chǎn)制造的過程中，電力牽引傳動系統(tǒng)作為高速列車的動力源泉，其控制技術(shù)（尤其是電機側(cè)控制技術(shù)）是高速列車關(guān)鍵技術(shù)自主化和國產(chǎn)化的核心內(nèi)容之一。高性能的交流傳動系統(tǒng)電機控制技術(shù)應(yīng)滿足電機輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速跟隨指令信號穩(wěn)快準(zhǔn)，電機輸出轉(zhuǎn)矩脈動小，電機整體振動小、噪聲低，電機本體發(fā)熱小，牽引逆變器效率高、開關(guān)器件損耗低等要求。因此，研究并改善電機在全速域內(nèi)的輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速特性、電機定子電流諧波特性、逆變器

2、調(diào)制算法切換特性，具有重要的理論和工程應(yīng)用意義。本文的具體工作內(nèi)容如下:
　　首先簡要介紹了三相兩電平逆變器及三相異步電機的基本數(shù)學(xué)模型;分析逆變器開關(guān)狀態(tài)與空間電壓矢量的數(shù)學(xué)關(guān)系、以及逆變器異步調(diào)制算法基本理論;闡述了電機間接轉(zhuǎn)子磁場定向矢量控制的原理及實現(xiàn)方案。
　　其次，針對電機運行在中高速區(qū)內(nèi)逆變器的分段同步調(diào)制算法進(jìn)行理論分析，借鑒逆變器異步空間矢量調(diào)制(SVPWM)算法的矢量合成概念，闡述了分段同步調(diào)制算法的基本

3、原理。在此基礎(chǔ)上，分析電壓矢量對電機定子磁鏈軌跡的影響，并結(jié)合已有的定子磁鏈軌跡設(shè)計方案提出了五種電壓矢量作用順序的方案，并設(shè)計了其對應(yīng)電機定子磁鏈軌跡。
　　再次，針對上述五種電壓矢量作用順序及其對應(yīng)的定子磁鏈軌跡，結(jié)合矢量合成的伏秒平衡原理，分別分析各基本矢量作用時間和矢量順序與電機定子磁鏈幅值、電機轉(zhuǎn)矩穩(wěn)態(tài)值的數(shù)學(xué)關(guān)系;以多模式分段同步調(diào)制切換前后電機定子磁鏈幅值及轉(zhuǎn)矩穩(wěn)態(tài)值維持不變?yōu)槟繕?biāo)，設(shè)計了非零電壓矢量時間分配方案。為

4、進(jìn)一步實現(xiàn)非零電壓矢量作用時間分配的優(yōu)化，以電機定子電流諧波含量為優(yōu)化目標(biāo)，定性分析了三種多邊形定子磁鏈軌跡對應(yīng)的電機定子電流諧波含量與定子磁鏈軌跡、電壓矢量時間分配的數(shù)學(xué)關(guān)系，給出了最小電機定子電流諧波含量下非零電壓矢量時間分配方案與定子磁鏈軌跡優(yōu)化設(shè)計。在此基礎(chǔ)上，為討論零電壓矢量對電機轉(zhuǎn)矩的影響，以電機最小轉(zhuǎn)矩脈動為優(yōu)化目標(biāo)，定量分析了零矢量與電機轉(zhuǎn)矩脈動的數(shù)學(xué)關(guān)系。最終，以最小定子電流諧波含量與轉(zhuǎn)矩脈動為研究目標(biāo)，提出了一套基于