基于矢量控制的30KW通用變頻器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著電機(jī)控制理論、電力電子技術(shù)以及微處理器技術(shù)的不斷發(fā)展，通用變頻器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活的許多領(lǐng)域之中。然而由于其使用環(huán)境相對(duì)惡劣，負(fù)載不穩(wěn)定因素較高，其每一個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)都會(huì)對(duì)電機(jī)調(diào)速性能的準(zhǔn)確性和可靠性產(chǎn)生影響。在此背景下，課題基于矢量控制理論對(duì)通用變頻調(diào)速系統(tǒng)展開(kāi)了研究，并研制了一款功率為30kW的通用變頻器。
　　首先在對(duì)比分析了幾種常用的矢量控制方案之后選擇了轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向矢量控制，利用 Simulink搭建了矢

2、量控制仿真模型并給出了穩(wěn)態(tài)、加載、卸載時(shí)的轉(zhuǎn)速、電流變化波形。然后重點(diǎn)分析了矢量控制的核心環(huán)節(jié)空間電壓矢量脈寬調(diào)制技術(shù)(SVPWM)，揭示了其基波與諧波注入的本質(zhì)，并推導(dǎo)了幾種不同的S V P W M調(diào)制方式原理，利用Simulink搭建了仿真模型并給出了仿真波形，在對(duì)比了各種調(diào)制方式的性能后確定了頻率較低時(shí)使用三相調(diào)制，頻率較高時(shí)使用兩邊拉調(diào)制的切換策略。
　　基于以上理論設(shè)計(jì)了一款功率為30kW通用變頻器，硬件部分主要包括主功

3、率線(xiàn)路、驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路、控制線(xiàn)路、保護(hù)線(xiàn)路以及輸出電壓跟隨線(xiàn)路，給出了各個(gè)部分的測(cè)試波形，驗(yàn)證了線(xiàn)路設(shè)計(jì)的可靠性。軟件部分主要包括電機(jī)轉(zhuǎn)速計(jì)算、轉(zhuǎn)子磁鏈位置計(jì)算、PI調(diào)節(jié)器、坐標(biāo)變換、SVPWM算法，給出了算法流程圖和部分核心程序。為改善系統(tǒng)低頻特性，又設(shè)計(jì)了兩種不同的死區(qū)補(bǔ)償算法，釆用電壓跟隨線(xiàn)路的硬件死區(qū)補(bǔ)償算法由于具有閉環(huán)控制的思想，相對(duì)于純軟件補(bǔ)償算法電流正弦度更高。
　　最后對(duì)系統(tǒng)的各項(xiàng)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)測(cè)試，主要包括輸出高頻與低頻