【正文】 穩(wěn)定性理論的 PWM 整流器控制 。 回收了再生能量 ,提高了系統(tǒng)功率因數(shù) ， 消除了變頻裝置對電網(wǎng)的諧波污染。系統(tǒng)工作在有源逆變狀態(tài)時 ， 緩沖逆變側(cè)回饋過來的能量。 首先根據(jù)圖 2 中的三維矢 量在α β平面上的投影 ， 如圖 3a 所示 ,將圖 2 中的六棱柱分為 6 個三棱柱。由于兩相繞組相互垂直 ， 消 除了繞組間的互感 ， 從而減少了繞組間的耦合。這四年的生活將是我人生中一段難忘的經(jīng)歷，在這個過程中，有許多可親可敬的人給了我最真誠的幫助，讓我感激不已。由于把電機模型封裝成一個模塊 , 因此使用者不必關(guān)心電機的內(nèi)部結(jié)構(gòu) , 只需對其輸入相應(yīng)的電機參數(shù)就可方便的將其應(yīng)用到電機變頻調(diào)速系統(tǒng)及控制方法的仿真研究中 , 具有廣泛的應(yīng)用性 。 三相異步電機 MT 坐標系下的數(shù)學模型 異步電動機三相原始動態(tài)數(shù)學模型相當復雜 ， 分析和求解這組非線性方程十分困難。在進行算法設(shè)計時 ,首先必須確定三相輸出所需要的合成電壓矢量 ,它可由 (3)式、 (4)式得到 ， 這是選取開關(guān)狀態(tài)的關(guān)鍵。此外 ， 交流側(cè)電感還有濾除網(wǎng)側(cè)電流諧波的作用 ， 但是電感值的選取要仔細計算 ， 電感值過小 ， 大量電流諧波注入電網(wǎng) ， 造成電網(wǎng)污染 ， 電感值過大 ， 隨可以抑制三相 VSR 對電網(wǎng)的諧波污染 ， 但是會影響系統(tǒng)的相應(yīng)速度。 此時 ,逆變器工作在整流狀態(tài)下 。此外 ,在大功率的 PWM 整流器設(shè)計上 ,還研究了基于軟 開關(guān)控制的拓撲結(jié)構(gòu)相應(yīng)的控制策略 ,然而這一技術(shù)還有待進一步完善和改進。 1982年 BusseAlfredHoltzJ0achim 提出了采用可關(guān)斷器件的三相全橋 PWM 整流器拓撲結(jié)構(gòu)及其網(wǎng)側(cè)電流幅相控制策略。 二十世紀八十年代中期 ， 德國魯爾大學的教授又提出一種稱為直接轉(zhuǎn)矩控制的交流電機控制理論 。 中小容量變頻裝置 習慣上把 60k0w 以下的變頻調(diào)速系統(tǒng)劃分為中、小容量范圍。近期電動車主要用于在污染比較嚴重的大中城市市區(qū)固定路線行駛和某些特殊場合 ,如機場、車站、碼頭、倉庫、遂道和旅游區(qū)域等地方。另外，更小的體積也使得電動車的整車設(shè)計更 為靈活，可以將更大的空間貢獻給車內(nèi)，更為重要的是，這種電動機的成本也不高。當然， 3 也可以 只為電動機匹配一個單級減速器，但車輛的動力性能以及最高車速都會受到影響。 相反，內(nèi)磁轉(zhuǎn)子或內(nèi)磁定子則采用居里溫度較高的磁鋼如釤鈷合金或其他磁場強度滿意要求的磁鋼，要求居里溫度不低于 400攝氏度。 其次，針對變頻調(diào)速系統(tǒng)故障情況做了研究一推導出基于開關(guān)符號函數(shù)的逆 變器數(shù)學模型，針對逆變器本身故障工況，搭建了相應(yīng)的異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)仿真模型，并分析故 障特征，為變頻調(diào)速系統(tǒng)的故障仿真研究、冗余設(shè)計提供了必要的基礎(chǔ)。 不保密 □。每個傳感器有 3根引線，其中電源線和地線是共用的，合并后變成 5根總引線，與繞組引線從軸孔中引。直流電動機按有刷直流電動機和無刷直流電動機區(qū)分，有刷直流電動機因維護不方便被無刷直流電動機取代，無刷直流電動機已成為入門級電動車所使用的最為普遍的一種類型。此外，異步電機穩(wěn)定性優(yōu)秀也是 特斯拉 選擇其的重要原因。電動汽車電機最大缺點是驅(qū)動電路復雜，成本高；相 對永磁電機而言，異步電機效率和功率密度偏低。 15年來 ,大容量交流傳動系統(tǒng)的容量不斷擴大 ,性能不斷提高 ,其發(fā)展方向是多品種、數(shù)字化控制、提高性能指標和擴大單機容量。 電機控制方法 一變頻調(diào)速控制理論技術(shù)的發(fā)展主要由標量控制向高動態(tài)性能的矢量控制 與直接轉(zhuǎn)矩控制發(fā)展和無速度傳感器的矢量控制和直接轉(zhuǎn)矩控制方面發(fā)展 。目前人們根據(jù)變頻器故障檢測與診斷方法的分析正致力于研究具有容錯設(shè)計的變頻器 ， 將容錯技術(shù)應(yīng)用到變頻器內(nèi)部的功率器件中 ， 對提高系統(tǒng)可靠性、工業(yè)生產(chǎn)和航空航天事業(yè)具有重要意義 。對于大功率 PWM 整流器 ,其拓撲結(jié)構(gòu)的研究主要集中在多電平拓撲結(jié)構(gòu)、變流器組合以及軟開關(guān)技術(shù)上。 此時 ,整流器工作在整流狀態(tài)下 ， 使用 PWM 方式控制交流網(wǎng)側(cè)的電流與電網(wǎng)相電壓同相位 ,實現(xiàn)單位功率因數(shù)整流 。 (2)交流側(cè)電感當三相 VSR 系統(tǒng)工作在整流狀態(tài)時 ,能量 由網(wǎng)側(cè)流向直流側(cè)電容。各橋臂的開關(guān)狀態(tài)由下式表達 ： SI=01 (I=a,b,c) （ ） 對于每個橋臂 ,0 表示上管關(guān)斷下管開通 ， 表示下管關(guān)斷上管開通。此外 ， 由于 DSP 具有快速運算能力和數(shù)據(jù)處 理 能力 ， 完成空間矢量調(diào)制運算的時間非常短 ， 因而 SVPWM 很容易實現(xiàn)數(shù)字化 ,這也為三維空間矢量 PWM 調(diào)制技術(shù)的實現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。 23 電源為 180V 時，變壓調(diào)速的仿真結(jié)果如圖： 仿真結(jié)果（電壓 180V） 電流在 100 到 100 中變化，轉(zhuǎn)數(shù)從 0 開始以直線遞增接近 20xx 轉(zhuǎn)的時候趨于平緩且不在增加保持水平，轉(zhuǎn)拒先以 0 到 100 間的來回變化且減小最后減小到 0。同時也使我深深的認識到了自己的不足，看到了自己薄弱的一面，也使我懂得了許多，明白了許多。 19 () 從上述方程中可以得出同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型與直流電機的數(shù)學模 型是一致的，也就是說， 若以定子電流為輸入量，按同步旋轉(zhuǎn)坐標系建立三相異步電機的數(shù)學模型可以等效于直流電機的數(shù)學模型。假設(shè)與 VREF 相鄰的非零向量為 V V V3， 在一個采樣周期 Ts 內(nèi) ， 由于零矢量作用對合成不產(chǎn)生影響 ， V V V3 各自作用的時間就成了合成的關(guān)鍵。 三維空間矢量調(diào)制 為三相逆變器一般是采用 3 個橋臂組成的拓撲結(jié)構(gòu) ， 可以采用兩維空間矢量PWM 進行調(diào)制 ， 算法比較簡單。電壓型整流器最顯著拓撲特征就是直流側(cè)采用電容進行直流儲能 ,從而使 VSR 直流側(cè)呈低阻抗的電壓源特性。 PWM 變頻調(diào)速系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 本文設(shè)計的雙 PWM 變頻調(diào)速系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)為交一直一交結(jié)構(gòu) ,整流器采用三相電壓型 PWM 整流器。 電壓型 PWM 整流器的電流控制策略研究 網(wǎng)側(cè)電流的控制策略的研究對于整流器的性能來說是非常重要的。 輸出電流包含諧波少等特點。通用化 7 是中、小容量變頻器最突出的特點，其表現(xiàn)為 :的頻日前 ,中、小容量變頻器 l 王朝著小型化、低噪聲、智能化和高性能的方向發(fā)展。 電動機汽車交流調(diào)速系統(tǒng)仿真研究 6 第二章 異步電動機變頻調(diào)速理論 隨著交流傳動 系統(tǒng)的飛速發(fā)展 ,交流調(diào)速系統(tǒng)正以良好的動態(tài)、靜態(tài)性能廣泛應(yīng)用于業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，打破了過去傳動領(lǐng)域內(nèi)直流調(diào)速系統(tǒng)所占的統(tǒng)治地位。它最大的優(yōu)點是無刷，消除了電刷帶來的許多問題。 永磁同步電動機的使用對于電動車的乘坐舒適性也有幫助。 輪轂式無齒輪傳動有刷直流電動機 為了適應(yīng)輪轂結(jié)構(gòu)，簡化電機，將有刷電動機設(shè)計成電樞放在外邊做轉(zhuǎn)子，磁鋼放在電機之內(nèi)做定子，多塊磁鋼配多個繞組，組成轉(zhuǎn)速為 180r/min左右的低速電機。簡樸地講，它具有有刷有齒輪傳動電機的構(gòu)造，卻又有無刷電機的原理。 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學位論文是本人在導師指導下獨立進行研究工作所取得的研究成果。它們更大的區(qū)別在控制器，有功率換向電路為電樞的每個相提供電流，有霍耳信號譯碼和編碼，以根據(jù)檢測到磁鋼 n極位置，確定供電相位或方向。 電機在運行中由于電刷和換向器摩擦，又有齒輪嚙合減速，所以有刷電機的聲音比無刷電機聲音大。與此同時，由于永磁同步電動機采 用的 驅(qū)動方式 不同于直流電動機，所以，在噪音以及控制精度環(huán)節(jié)，永磁同步電動機更勝一籌。需注意到是“直流”這個術(shù)語會引起誤解，因為它并不是指直流電機，實際上它采用交流方波供電，所以也稱為永磁無刷方波電機。以及 電動汽車用電機的特點，和電動汽車的發(fā)展趨勢和現(xiàn)狀，電動汽車用電機研究水平逐漸成熟，同時也能在不斷提高其性能。一最新的產(chǎn)品全都采用微機全數(shù)字 化控制。 二十世紀六十年代中期 ， 由普通晶鬧管、小功率晶體管構(gòu)成的方波 形逆變器進入了實用化七十年代后 ， 全控型高頻率 關(guān)器件的發(fā)展為 PWM(脈寬調(diào)制 )控制技術(shù)做了鋪塾 ,此后 PWM 逆變器、 SPWM 逆變器的應(yīng)用得以推廣 ， 然而任何事物都不可能十全十美 ,SPWM 逆變器也一樣 ,隨著人們的使用逐漸發(fā)覺 SPWM 控制的逆變器直流饋電利用率低、并產(chǎn)生一些對電機不利的高次諧波 ,為了克服這些缺點及滿足人們的要求 ,不少學者又研究出 SVPWM(空間矢量脈寬調(diào)制 )控制策略 ， SVPWM 控制的逆變器是通過空間電壓矢量的方法來控制構(gòu)成逆變器的全控器件的導通與 關(guān)斷 電流跟蹤型 PWM 逆變器是電流控制型的電壓 源逆變器 ,現(xiàn)在廣泛使用的電流跟蹤型 PWM 逆變器主要有三角波比較方式的電流跟蹤型 PWM 逆變器和滯環(huán)電流跟蹤型 PWM 逆變器 ， 他們具有電流動態(tài)響應(yīng)快、實現(xiàn)方便 。這些應(yīng)用技術(shù)的研究，又促進了 PWM 整流器及其控制技術(shù)的進步和完善。 電網(wǎng)不 平衡條件下的 PWM 整流器控制。 變頻調(diào)速技術(shù) PWM 整流器可分為電流型和電壓型兩大類 ,本文主要研究的是三相電壓型PWM 整流器。電容值選擇越大 ， 直流電壓諧波越小 ， 抗擾動能力越強 ， 但響應(yīng)速度受到的影響越大。下一步就是如何用它們來合成。本文按轉(zhuǎn)子磁鏈定向同步旋轉(zhuǎn)坐標系MT 建立模型 ， 令 M 軸與機的轉(zhuǎn)子總磁鏈的方向一致 ， 即把 M 軸定向到 r 的方向 ，所以轉(zhuǎn)子磁鏈在 T 軸方向就無分量 。 幾個月的畢業(yè)設(shè)計生活，對我的設(shè)計水平有極大提升，尤其是利用現(xiàn)有標準件資源為 設(shè)計節(jié)約時間。 電動機汽車交流調(diào)速系統(tǒng)仿真研究 24 當電源為 180V 時，示波器電壓表的示數(shù)如圖： 電壓表示數(shù) 電壓為從 300 到 300 以正弦函數(shù)的形式變化。 電動機汽車交流調(diào)速系統(tǒng)仿真研究 18 第四章 三相異步電動機變 壓 調(diào)速 simulink 仿真模型建立