單元串聯(lián)式高壓變頻器間接磁場(chǎng)定向矢量控制系統(tǒng)研究課件

單元串聯(lián)式高壓變頻器間接磁場(chǎng)定向矢量控制系統(tǒng)的研究

研究生：邱華山指導(dǎo)教師：沈傳文副教授單元串聯(lián)式高壓變頻器間接磁場(chǎng)定向矢量控制系統(tǒng)的研究研究生：1本文主要內(nèi)容緒論單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)論本文主要內(nèi)容緒論21.緒論1.1課題研究意義電動(dòng)機(jī)耗電量約占整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)用電量的66%；使用高壓變頻器產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)速可實(shí)現(xiàn)大幅節(jié)能（約20%-30%）；國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品控制方式基本為開環(huán)恒壓頻比控制，滿足簡(jiǎn)單的風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載，但在要求高性能調(diào)速的領(lǐng)域，國(guó)外矢量控制高壓變頻器產(chǎn)品占據(jù)市場(chǎng)；矢量控制可實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)解耦控制，控制性能可媲美直流調(diào)速系統(tǒng)；研發(fā)矢量控制高壓變頻器具有很好的研究?jī)r(jià)值和非常現(xiàn)實(shí)的意義，國(guó)內(nèi)高壓變頻器企業(yè)也在積極開發(fā)此產(chǎn)品；1.緒論1.1課題研究意義31.緒論1.2課題來源北京動(dòng)力源科技股份有限公司合作項(xiàng)目無速度傳感器矢量控制高壓變頻器的研制

1.緒論1.2課題來源41.緒論1.3感應(yīng)電機(jī)控制方案綜述1.緒論1.3感應(yīng)電機(jī)控制方案綜述51.緒論1.4中（高）壓大容量調(diào)速技術(shù)綜述普通三相逆變器降壓-通用變頻-升壓電路交交變頻電路嵌位型多電平逆變器級(jí)聯(lián)型多電平拓?fù)洌ㄗ顝V泛的為單元串聯(lián)型）1.緒論1.4中（高）壓大容量調(diào)速技術(shù)綜述6本文主要內(nèi)容緒論單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)論本文主要內(nèi)容緒論72.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.1概述：主電路結(jié)構(gòu)2.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.1概述：82.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.1單元串聯(lián)高壓變頻器概述：——功率單元結(jié)構(gòu)2.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.1單元串聯(lián)高壓變92.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.1概述：旁通控制1998年，羅賓康公司提出了中心點(diǎn)偏移式功率單元旁路的方法2.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.1概述：旁通控102.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.2飛車啟動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)速與給定頻率不匹配時(shí)系統(tǒng)會(huì)過流或過壓；常用方法：掃頻。從最高頻率向下掃頻，當(dāng)頻率與轉(zhuǎn)速匹配，電流很小，檢測(cè)到后快速升壓至壓頻曲線；本文設(shè)計(jì)的飛車啟動(dòng)方法，已在實(shí)際產(chǎn)品中應(yīng)用。2.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.2飛車啟動(dòng)112.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.3基于載波水平移相SPWM調(diào)制方法對(duì)于N單元串聯(lián)逆變器，三角載波之間移相可獲得最大的諧波消除，而且可以提高等效開關(guān)頻率。2.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.3基于載波水平移122.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.3基于載波水平移相SPWM調(diào)制方法(續(xù))右圖為5單元串聯(lián)的單極性調(diào)制方法仿真圖；采用單極性調(diào)制的N單元串聯(lián)結(jié)果相電壓臺(tái)階數(shù)為：2N+1，右圖為11臺(tái)階輸出，THD=11.06%。目前高壓變頻器產(chǎn)品中均采用單極性載波移相SPWM調(diào)制。

2.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.3基于載波水平移132.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.4疊加三次諧波以提高直流電壓利用率為保證正弦波被充分調(diào)制，其幅值不應(yīng)超過載波幅值。此時(shí)H逆變橋輸出電壓直流電壓利用率最大為1；疊加三次諧波以后，將正弦波變?yōu)轳R鞍形，可提高正弦基波幅值、提高輸出電壓基波，從而提高直流電壓利用率。且三相三次諧波幅值相位相同相互抵消，不影響線電壓的輸出。2.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.4疊加三次諧波以142.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.4疊加三次諧波以提高直流電壓利用率(續(xù)1)要最大限度提高直流電壓利用率，需要在保證鞍形波最大值不超過三角載波幅值的條件下，使獲得的基波幅值最大，這是條件極值問題；使用matlab求解此極值問題，得到當(dāng)正弦基波幅值1.1547倍三角波幅值、三次諧波幅值為0.1925倍三角波幅值時(shí)，可以獲得最大的直流電壓利用率。該結(jié)論已在產(chǎn)品中獲得應(yīng)用。2.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.4疊加三次諧波以152.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.4疊加三次諧波以提高直流電壓利用率(續(xù)2)右圖上為未疊加三次諧波5單元串聯(lián)輸出相電壓的諧波分析圖，下圖為疊加了三次諧波的相電壓諧波分析；由圖可見，基波幅值由5提高到5.775，直流電壓利用率提高了約15.5%。未疊加三次諧波相電壓諧波分析，基波幅值5疊加三次諧波后相電壓諧波分析，基波幅值5.7752.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.4疊加三次諧波以162.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.4疊加三次諧波以提高直流電壓利用率(續(xù)3)右圖上為未疊加三次諧波5單元串聯(lián)輸出線電壓的諧波分析圖，下圖為疊加了三次諧波的線電壓諧波分析圖；與相電壓提升幅度相同，基波幅值由8.662提高到10，直流電壓利用率提高了約15.5%。未疊加三次諧波線電壓諧波分析，基波幅值8.662疊加三次諧波后線電壓諧波分析，基波幅值102.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.4疊加三次諧波以17本文主要內(nèi)容緒論單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)論本文主要內(nèi)容緒論183.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.1感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型A：兩相任意轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的電壓方程B：磁鏈方程C：轉(zhuǎn)矩方程和機(jī)電運(yùn)動(dòng)方程3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.1感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型A：兩相193.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.1感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型(續(xù))考慮以下條件時(shí)：坐標(biāo)系以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d軸定向到轉(zhuǎn)子磁通方向上；磁通達(dá)到穩(wěn)態(tài)。感應(yīng)電機(jī)的電壓方程利用線性化處理技巧后可變成兩個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)：3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.1感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型(續(xù))考203.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.2矢量控制分類直接磁場(chǎng)定向矢量控制間接磁場(chǎng)定向矢量控制本文控制系統(tǒng)選取間接磁場(chǎng)定向矢量控制的方案3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.2矢量控制分類直接磁場(chǎng)定向213.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.3轉(zhuǎn)速辨識(shí)動(dòng)態(tài)速度估測(cè)器基于模型參考自適應(yīng)(MRAS)的轉(zhuǎn)速觀測(cè)基于PI自適應(yīng)法的速度辨識(shí)3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.3轉(zhuǎn)速辨識(shí)動(dòng)態(tài)速度估測(cè)器223.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.3轉(zhuǎn)速辨識(shí)(續(xù))模型參考自適應(yīng)(MRAS)由三個(gè)基本要素組成：參考模型、可調(diào)模型和自適應(yīng)機(jī)構(gòu)。參考模型是能代表受控系統(tǒng)性能的準(zhǔn)確模型；可調(diào)模型就是受控系統(tǒng)，可以調(diào)整其參數(shù)或輸入以獲得盡量接近參考模型的性能；e是參考模型和可調(diào)模型輸出的誤差；自適應(yīng)機(jī)理則是由廣義誤差按上述目的調(diào)整受控系統(tǒng)的規(guī)律。參考模型的輸出與可調(diào)模型的輸出之差通過自適應(yīng)機(jī)構(gòu)來修正，調(diào)節(jié)可調(diào)模型的參數(shù)，使得兩模型的輸出穩(wěn)態(tài)誤差e為零，從而使可調(diào)模型的輸出跟隨參考模型的輸出。3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.3轉(zhuǎn)速辨識(shí)(續(xù))模型參考自233.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.3轉(zhuǎn)速辨識(shí)(續(xù))本文系統(tǒng)采用的速度辨識(shí)方法：基于定子轉(zhuǎn)矩電流給定值與實(shí)際值偏差的PI自適應(yīng)法如右圖所示，其本質(zhì)上也是一種MRAS方法，電機(jī)本身作為參考模型，速度調(diào)節(jié)器為包含速度觀測(cè)值的可調(diào)模型，兩個(gè)模型共同的輸出為定子q軸電流。達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，PI調(diào)節(jié)器輸入為0，觀測(cè)轉(zhuǎn)速等于實(shí)際轉(zhuǎn)速。PI自適應(yīng)調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在保持了MRAS方案自適應(yīng)能力的基礎(chǔ)上，降低了算法的復(fù)雜性和計(jì)算量，且具有一定的自適應(yīng)能力。

3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.3轉(zhuǎn)速辨識(shí)(續(xù))本文系統(tǒng)采243.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.4磁通計(jì)算磁通角頻率通過估測(cè)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)差相加得到，對(duì)其積分可得到旋轉(zhuǎn)變換需要的磁通角磁通幅值與定子勵(lì)磁電流之間的傳遞函數(shù)為一階慣性環(huán)節(jié)3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.4磁通計(jì)算磁通角頻率通過估253.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.5矢量控制系統(tǒng)原理圖3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.5矢量控制系統(tǒng)原理圖263.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.6電機(jī)參數(shù)自檢測(cè)電機(jī)參數(shù)是進(jìn)行矢量控制所必需的，矢量控制的質(zhì)量很大程度上取決于電機(jī)參數(shù)的準(zhǔn)確程度。電機(jī)參數(shù)自檢測(cè)可以按照測(cè)量電機(jī)參數(shù)的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行，變頻器上電以后依次進(jìn)行直流測(cè)試、堵轉(zhuǎn)測(cè)試、空載測(cè)試，測(cè)量電機(jī)定轉(zhuǎn)子電阻、定轉(zhuǎn)子漏感和互感。3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.6電機(jī)參數(shù)自檢測(cè)電機(jī)參數(shù)是273.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.6電機(jī)參數(shù)自檢測(cè)(續(xù))直流測(cè)試：測(cè)量定子電阻由于電機(jī)定子電阻值很小，使用一個(gè)單元輸出小占空比的脈沖，穩(wěn)態(tài)時(shí)電流值為電壓平均值與定子電阻的比值。右圖為等效電路圖。堵轉(zhuǎn)測(cè)試：測(cè)量轉(zhuǎn)子電阻、定轉(zhuǎn)子漏感此時(shí)不像電機(jī)實(shí)驗(yàn)可以進(jìn)行電機(jī)堵轉(zhuǎn)，一般通過施加如下不含零序分量的三相電壓來實(shí)現(xiàn)模擬堵轉(zhuǎn)，此時(shí)因有，忽略該支路，等效電路如右圖所示。

3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.6電機(jī)參數(shù)自檢測(cè)(續(xù))直流283.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.6電機(jī)參數(shù)自檢測(cè)(續(xù))空載測(cè)試：測(cè)量定轉(zhuǎn)子互感忽略鐵損，等效電路如右圖所示。

3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.6電機(jī)參數(shù)自檢測(cè)(續(xù))空載293.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.6電機(jī)參數(shù)自檢測(cè)(續(xù))右圖為電機(jī)參數(shù)自檢測(cè)的仿真。仿真過程：0-0.5s時(shí)加占空比為5%的直流；0.5-0.8s不加電壓，讓電機(jī)線圈中的電流指數(shù)衰減；0.8-1.2s按照上文堵轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)所述方法加電壓，A相30%額定電壓，B、C相15%額定電壓；1.2-1.4s不加電壓；1.4-2.1s加正序電壓進(jìn)行空載實(shí)驗(yàn)。

3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.6電機(jī)參數(shù)自檢測(cè)(續(xù))右圖303.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.6電機(jī)參數(shù)自檢測(cè)(續(xù))使用上述方法仿真得到的電機(jī)參數(shù)與實(shí)際參數(shù)比較如下表所示,由表可見計(jì)算所得電機(jī)參數(shù)與所用電機(jī)模型實(shí)際參數(shù)誤差很小，證明設(shè)計(jì)方法的可行性。

定子電阻(Ω)轉(zhuǎn)子電阻(Ω)互感(mH)漏感(mH)模型實(shí)際值0.73840.7402124.13仿真計(jì)算值0.74280.7560126.32.904誤差0.59%2.1%1.7%3.3%3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.6電機(jī)參數(shù)自檢測(cè)(續(xù))使用31本文主要內(nèi)容緒論單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)論本文主要內(nèi)容緒論324.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.1仿真總體框架4.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.1仿真總體框架334.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.1仿真總體框架4.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.1仿真總體框架344.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.2加減載仿真波形仿真過程如下：0s：給定轉(zhuǎn)速800轉(zhuǎn)/分階躍，空載啟動(dòng)0.5s：突加60%負(fù)載1s：卸除負(fù)載右圖上依次為三相電流，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩仿真波形。右圖下為實(shí)際轉(zhuǎn)速與估計(jì)轉(zhuǎn)速。由圖可見：系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能良好，0.1s空載加速到800轉(zhuǎn)/分；加減載轉(zhuǎn)速突變后可迅速回到給定值；電流波形良好；估計(jì)轉(zhuǎn)速較好的跟蹤實(shí)際轉(zhuǎn)速，無穩(wěn)態(tài)誤差。4.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.2加減載仿真波形354.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.3加減速仿真波形仿真過程速度給定如下：0s：800轉(zhuǎn)/分階躍給定；0.5s：反向800轉(zhuǎn)/分。

右圖上依次為三相電流，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩仿真波形。右圖下為實(shí)際轉(zhuǎn)速與估計(jì)轉(zhuǎn)速。由圖可見：動(dòng)態(tài)性能較好；電流波形良好；轉(zhuǎn)速估計(jì)在速度給定從正向800轉(zhuǎn)/分躍變到反向800轉(zhuǎn)/分時(shí)，估計(jì)轉(zhuǎn)速有個(gè)尖刺，但可以很快回到實(shí)際轉(zhuǎn)速附近。4.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.3加減速仿真波形364.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.4磁通觀測(cè)的仿真觀測(cè)磁通與實(shí)際磁通α、β軸分量比較4.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.4磁通觀測(cè)的仿真觀測(cè)磁374.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.4磁通觀測(cè)的仿真(續(xù)1)右圖為轉(zhuǎn)子磁通軌跡圖，由圖可見電機(jī)獲得良好的圓形磁通，達(dá)到穩(wěn)態(tài)值速度也較快。啟動(dòng)過程中磁通能快速的上升到給定值得益于磁通閉環(huán)的大比例環(huán)節(jié)。

轉(zhuǎn)子磁通軌跡圖4.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.4磁通觀測(cè)的仿真(續(xù)1384.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.4磁通觀測(cè)的仿真(續(xù)2)磁通開環(huán)控制磁通閉環(huán)控制4.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.4磁通觀測(cè)的仿真(續(xù)239本文主要內(nèi)容緒論單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)論本文主要內(nèi)容緒論405.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果5.1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果5.1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成415.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果5.2硬件設(shè)計(jì)1.主控制器電路設(shè)計(jì)如右圖所示，核心為TMS320F2812+FPGA;完成矢量控制算法，產(chǎn)生和發(fā)送15單元控制信號(hào)，通訊、故障處理等功能。5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果5.2硬件設(shè)計(jì)1.主控制器電路設(shè)425.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果5.2硬件設(shè)計(jì)(續(xù))2.功率單元控制與驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)如右圖所示，控制核心為CPLD;驅(qū)動(dòng)芯片采用HCPL-316J，經(jīng)擴(kuò)容有14A的驅(qū)動(dòng)能力；盲區(qū)、死區(qū)通過阻容硬件設(shè)置；5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果5.2硬件設(shè)計(jì)(續(xù))2.功率單元435.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果IGBT驅(qū)動(dòng)電路5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果IGBT驅(qū)動(dòng)電路445.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果3.模擬量采集電路5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果3.模擬量采集電路455.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果5.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)—主程序流程圖5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果5.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)465.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果AD采樣中斷流程圖5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果AD采樣中斷流程圖475.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果移相變壓器控制板單元驅(qū)動(dòng)板5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果移相變壓器控制板單元驅(qū)動(dòng)板485.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果未疊加三次諧波相電壓疊加三次諧波相電壓未疊加三次諧波線電壓疊加三次諧波線電壓右圖為疊加三次諧波的實(shí)驗(yàn)波形由圖可見：疊加三次諧波未給線電壓帶來諧波影響；線電壓幅值由660V提升到了760V，提升幅度約15%，同第二章仿真結(jié)論一致。5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果未疊加三次諧波相電壓疊加三次諧波495.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果由于系統(tǒng)沒有安裝D/A模塊，中間變量無法直接輸出觀察，調(diào)試過程借助CCS的圖形工具。右圖為矢量控制程序坐標(biāo)變換模塊的調(diào)試波形?？梢娮鴺?biāo)變換模塊可正常工作。矢量控制程序各模塊調(diào)試5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果由于系統(tǒng)沒有安裝D/A模塊，中間505.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果右圖為ccs帶硬件調(diào)試，使用其圖形工具觀察磁通計(jì)算模塊輸出波形。可見磁通計(jì)算模塊可正常工作。磁通計(jì)算模塊調(diào)試波形矢量控制程序各模塊調(diào)試5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果右圖為ccs帶硬件調(diào)試，使用其圖515.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果由于整個(gè)高壓變頻器系統(tǒng)較為復(fù)雜，為保證系統(tǒng)的可靠輸出，對(duì)單個(gè)功率單元進(jìn)行了電感負(fù)載實(shí)驗(yàn)，波形如下圖所示。功率單元輸出電壓及電流波形功率單元調(diào)試5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果由于整個(gè)高壓變頻器系統(tǒng)較為復(fù)雜，525.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果下圖為五級(jí)系統(tǒng)輸出電壓及電流波形圖。左圖為給定轉(zhuǎn)速環(huán)的輸出，經(jīng)電流調(diào)節(jié)器，電壓補(bǔ)償，2r/3S反變換，載波移相SPWM調(diào)制后輸出的電壓波形。右圖為帶載電壓電流波形。矢量控制程序輸出電壓及電流波形輸出電壓電流調(diào)試5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果下圖為五級(jí)系統(tǒng)輸出電壓及電流波形53本文主要內(nèi)容緒論單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)論本文主要內(nèi)容緒論546.結(jié)論本文結(jié)論：解決高壓變頻器應(yīng)用中的兩個(gè)較關(guān)鍵的問題：飛車啟動(dòng)和三次諧波疊加，已在實(shí)際高壓變頻器產(chǎn)品中應(yīng)用。研究電機(jī)參數(shù)自檢測(cè)的離線自設(shè)定和在線辨識(shí)的方法，對(duì)電機(jī)參數(shù)自檢測(cè)的相關(guān)問題進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，設(shè)計(jì)了電機(jī)參數(shù)離線自檢測(cè)的實(shí)施方案，通過仿真驗(yàn)證了方法的可行性。對(duì)各種無速度傳感器矢量控制的速度辨識(shí)和磁通觀測(cè)方法做了總結(jié)和分析，選擇間接磁場(chǎng)定向的矢量控制方法：采用PI自適應(yīng)法辨識(shí)轉(zhuǎn)速，間接計(jì)算法獲取磁通。設(shè)計(jì)了高壓變頻器矢量控制整體方案并進(jìn)行仿真研究。6.結(jié)論本文結(jié)論：556.結(jié)論本文結(jié)論：搭建高壓變頻器的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，包括以TMS320F2812為核心的主控制器、以CPLD為核心的單元控制和驅(qū)動(dòng)電路、三相功率單元、電壓電流檢測(cè)電路，這些電路和實(shí)驗(yàn)電機(jī)、西門子200系列PLC、觸摸屏、移相變壓器等一起組成整套實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。根據(jù)選定的矢量控制方案，開發(fā)了矢量控制系統(tǒng)軟件程序，完成了分模塊的調(diào)試工作，得到矢量控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果，初步驗(yàn)證了高壓變頻器矢量控制設(shè)計(jì)方法可行性。6.結(jié)論本文結(jié)論：566.結(jié)論不足與今后工作展望：仿真系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)當(dāng)采用基于PI調(diào)節(jié)器的方法獲得電機(jī)轉(zhuǎn)速，整個(gè)系統(tǒng)在低速時(shí)性能比較差，轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)震蕩，速度估計(jì)值不能很好的穩(wěn)定在給定值，如何解決這個(gè)問題還需要做出進(jìn)一步的分析和實(shí)驗(yàn)。系統(tǒng)中的PI調(diào)節(jié)器使用較多，PI調(diào)節(jié)器參數(shù)的調(diào)節(jié)沒有給出具體計(jì)算方法，目前均是采用在MATLAB/SIMULINK仿真模型中調(diào)試的方法選擇調(diào)節(jié)器參數(shù)，下一步工作可以根據(jù)各PI調(diào)節(jié)器的情況，分析參數(shù)選擇的方法。6.結(jié)論不足與今后工作展望：57感謝各位老師！2009-03-03感謝各位老師！2009-03-0358單元串聯(lián)式高壓變頻器間接磁場(chǎng)定向矢量控制系統(tǒng)的研究

研究生：邱華山指導(dǎo)教師：沈傳文副教授單元串聯(lián)式高壓變頻器間接磁場(chǎng)定向矢量控制系統(tǒng)的研究研究生：59本文主要內(nèi)容緒論單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)論本文主要內(nèi)容緒論601.緒論1.1課題研究意義電動(dòng)機(jī)耗電量約占整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)用電量的66%；使用高壓變頻器產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)速可實(shí)現(xiàn)大幅節(jié)能（約20%-30%）；國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)品控制方式基本為開環(huán)恒壓頻比控制，滿足簡(jiǎn)單的風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載，但在要求高性能調(diào)速的領(lǐng)域，國(guó)外矢量控制高壓變頻器產(chǎn)品占據(jù)市場(chǎng)；矢量控制可實(shí)現(xiàn)交流電機(jī)解耦控制，控制性能可媲美直流調(diào)速系統(tǒng)；研發(fā)矢量控制高壓變頻器具有很好的研究?jī)r(jià)值和非?，F(xiàn)實(shí)的意義，國(guó)內(nèi)高壓變頻器企業(yè)也在積極開發(fā)此產(chǎn)品；1.緒論1.1課題研究意義611.緒論1.2課題來源北京動(dòng)力源科技股份有限公司合作項(xiàng)目無速度傳感器矢量控制高壓變頻器的研制

1.緒論1.2課題來源621.緒論1.3感應(yīng)電機(jī)控制方案綜述1.緒論1.3感應(yīng)電機(jī)控制方案綜述631.緒論1.4中（高）壓大容量調(diào)速技術(shù)綜述普通三相逆變器降壓-通用變頻-升壓電路交交變頻電路嵌位型多電平逆變器級(jí)聯(lián)型多電平拓?fù)洌ㄗ顝V泛的為單元串聯(lián)型）1.緒論1.4中（高）壓大容量調(diào)速技術(shù)綜述64本文主要內(nèi)容緒論單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)論本文主要內(nèi)容緒論652.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.1概述：主電路結(jié)構(gòu)2.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.1概述：662.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.1單元串聯(lián)高壓變頻器概述：——功率單元結(jié)構(gòu)2.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.1單元串聯(lián)高壓變672.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.1概述：旁通控制1998年，羅賓康公司提出了中心點(diǎn)偏移式功率單元旁路的方法2.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.1概述：旁通控682.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.2飛車啟動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)啟動(dòng)時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)速與給定頻率不匹配時(shí)系統(tǒng)會(huì)過流或過壓；常用方法：掃頻。從最高頻率向下掃頻，當(dāng)頻率與轉(zhuǎn)速匹配，電流很小，檢測(cè)到后快速升壓至壓頻曲線；本文設(shè)計(jì)的飛車啟動(dòng)方法，已在實(shí)際產(chǎn)品中應(yīng)用。2.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.2飛車啟動(dòng)692.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.3基于載波水平移相SPWM調(diào)制方法對(duì)于N單元串聯(lián)逆變器，三角載波之間移相可獲得最大的諧波消除，而且可以提高等效開關(guān)頻率。2.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.3基于載波水平移702.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.3基于載波水平移相SPWM調(diào)制方法(續(xù))右圖為5單元串聯(lián)的單極性調(diào)制方法仿真圖；采用單極性調(diào)制的N單元串聯(lián)結(jié)果相電壓臺(tái)階數(shù)為：2N+1，右圖為11臺(tái)階輸出，THD=11.06%。目前高壓變頻器產(chǎn)品中均采用單極性載波移相SPWM調(diào)制。

2.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.3基于載波水平移712.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.4疊加三次諧波以提高直流電壓利用率為保證正弦波被充分調(diào)制，其幅值不應(yīng)超過載波幅值。此時(shí)H逆變橋輸出電壓直流電壓利用率最大為1；疊加三次諧波以后，將正弦波變?yōu)轳R鞍形，可提高正弦基波幅值、提高輸出電壓基波，從而提高直流電壓利用率。且三相三次諧波幅值相位相同相互抵消，不影響線電壓的輸出。2.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.4疊加三次諧波以722.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.4疊加三次諧波以提高直流電壓利用率(續(xù)1)要最大限度提高直流電壓利用率，需要在保證鞍形波最大值不超過三角載波幅值的條件下，使獲得的基波幅值最大，這是條件極值問題；使用matlab求解此極值問題，得到當(dāng)正弦基波幅值1.1547倍三角波幅值、三次諧波幅值為0.1925倍三角波幅值時(shí)，可以獲得最大的直流電壓利用率。該結(jié)論已在產(chǎn)品中獲得應(yīng)用。2.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.4疊加三次諧波以732.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.4疊加三次諧波以提高直流電壓利用率(續(xù)2)右圖上為未疊加三次諧波5單元串聯(lián)輸出相電壓的諧波分析圖，下圖為疊加了三次諧波的相電壓諧波分析；由圖可見，基波幅值由5提高到5.775，直流電壓利用率提高了約15.5%。未疊加三次諧波相電壓諧波分析，基波幅值5疊加三次諧波后相電壓諧波分析，基波幅值5.7752.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.4疊加三次諧波以742.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.4疊加三次諧波以提高直流電壓利用率(續(xù)3)右圖上為未疊加三次諧波5單元串聯(lián)輸出線電壓的諧波分析圖，下圖為疊加了三次諧波的線電壓諧波分析圖；與相電壓提升幅度相同，基波幅值由8.662提高到10，直流電壓利用率提高了約15.5%。未疊加三次諧波線電壓諧波分析，基波幅值8.662疊加三次諧波后線電壓諧波分析，基波幅值102.單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法2.4疊加三次諧波以75本文主要內(nèi)容緒論單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)論本文主要內(nèi)容緒論763.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.1感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型A：兩相任意轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的電壓方程B：磁鏈方程C：轉(zhuǎn)矩方程和機(jī)電運(yùn)動(dòng)方程3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.1感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型A：兩相773.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.1感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型(續(xù))考慮以下條件時(shí)：坐標(biāo)系以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系d軸定向到轉(zhuǎn)子磁通方向上；磁通達(dá)到穩(wěn)態(tài)。感應(yīng)電機(jī)的電壓方程利用線性化處理技巧后可變成兩個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng)：3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.1感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型(續(xù))考783.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.2矢量控制分類直接磁場(chǎng)定向矢量控制間接磁場(chǎng)定向矢量控制本文控制系統(tǒng)選取間接磁場(chǎng)定向矢量控制的方案3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.2矢量控制分類直接磁場(chǎng)定向793.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.3轉(zhuǎn)速辨識(shí)動(dòng)態(tài)速度估測(cè)器基于模型參考自適應(yīng)(MRAS)的轉(zhuǎn)速觀測(cè)基于PI自適應(yīng)法的速度辨識(shí)3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.3轉(zhuǎn)速辨識(shí)動(dòng)態(tài)速度估測(cè)器803.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.3轉(zhuǎn)速辨識(shí)(續(xù))模型參考自適應(yīng)(MRAS)由三個(gè)基本要素組成：參考模型、可調(diào)模型和自適應(yīng)機(jī)構(gòu)。參考模型是能代表受控系統(tǒng)性能的準(zhǔn)確模型；可調(diào)模型就是受控系統(tǒng)，可以調(diào)整其參數(shù)或輸入以獲得盡量接近參考模型的性能；e是參考模型和可調(diào)模型輸出的誤差；自適應(yīng)機(jī)理則是由廣義誤差按上述目的調(diào)整受控系統(tǒng)的規(guī)律。參考模型的輸出與可調(diào)模型的輸出之差通過自適應(yīng)機(jī)構(gòu)來修正，調(diào)節(jié)可調(diào)模型的參數(shù)，使得兩模型的輸出穩(wěn)態(tài)誤差e為零，從而使可調(diào)模型的輸出跟隨參考模型的輸出。3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.3轉(zhuǎn)速辨識(shí)(續(xù))模型參考自813.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.3轉(zhuǎn)速辨識(shí)(續(xù))本文系統(tǒng)采用的速度辨識(shí)方法：基于定子轉(zhuǎn)矩電流給定值與實(shí)際值偏差的PI自適應(yīng)法如右圖所示，其本質(zhì)上也是一種MRAS方法，電機(jī)本身作為參考模型，速度調(diào)節(jié)器為包含速度觀測(cè)值的可調(diào)模型，兩個(gè)模型共同的輸出為定子q軸電流。達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)，PI調(diào)節(jié)器輸入為0，觀測(cè)轉(zhuǎn)速等于實(shí)際轉(zhuǎn)速。PI自適應(yīng)調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在保持了MRAS方案自適應(yīng)能力的基礎(chǔ)上，降低了算法的復(fù)雜性和計(jì)算量，且具有一定的自適應(yīng)能力。

3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.3轉(zhuǎn)速辨識(shí)(續(xù))本文系統(tǒng)采823.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.4磁通計(jì)算磁通角頻率通過估測(cè)的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)差相加得到，對(duì)其積分可得到旋轉(zhuǎn)變換需要的磁通角磁通幅值與定子勵(lì)磁電流之間的傳遞函數(shù)為一階慣性環(huán)節(jié)3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.4磁通計(jì)算磁通角頻率通過估833.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.5矢量控制系統(tǒng)原理圖3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.5矢量控制系統(tǒng)原理圖843.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.6電機(jī)參數(shù)自檢測(cè)電機(jī)參數(shù)是進(jìn)行矢量控制所必需的，矢量控制的質(zhì)量很大程度上取決于電機(jī)參數(shù)的準(zhǔn)確程度。電機(jī)參數(shù)自檢測(cè)可以按照測(cè)量電機(jī)參數(shù)的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行，變頻器上電以后依次進(jìn)行直流測(cè)試、堵轉(zhuǎn)測(cè)試、空載測(cè)試，測(cè)量電機(jī)定轉(zhuǎn)子電阻、定轉(zhuǎn)子漏感和互感。3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.6電機(jī)參數(shù)自檢測(cè)電機(jī)參數(shù)是853.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.6電機(jī)參數(shù)自檢測(cè)(續(xù))直流測(cè)試：測(cè)量定子電阻由于電機(jī)定子電阻值很小，使用一個(gè)單元輸出小占空比的脈沖，穩(wěn)態(tài)時(shí)電流值為電壓平均值與定子電阻的比值。右圖為等效電路圖。堵轉(zhuǎn)測(cè)試：測(cè)量轉(zhuǎn)子電阻、定轉(zhuǎn)子漏感此時(shí)不像電機(jī)實(shí)驗(yàn)可以進(jìn)行電機(jī)堵轉(zhuǎn)，一般通過施加如下不含零序分量的三相電壓來實(shí)現(xiàn)模擬堵轉(zhuǎn)，此時(shí)因有，忽略該支路，等效電路如右圖所示。

3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.6電機(jī)參數(shù)自檢測(cè)(續(xù))直流863.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.6電機(jī)參數(shù)自檢測(cè)(續(xù))空載測(cè)試：測(cè)量定轉(zhuǎn)子互感忽略鐵損，等效電路如右圖所示。

3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.6電機(jī)參數(shù)自檢測(cè)(續(xù))空載873.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.6電機(jī)參數(shù)自檢測(cè)(續(xù))右圖為電機(jī)參數(shù)自檢測(cè)的仿真。仿真過程：0-0.5s時(shí)加占空比為5%的直流；0.5-0.8s不加電壓，讓電機(jī)線圈中的電流指數(shù)衰減；0.8-1.2s按照上文堵轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)所述方法加電壓，A相30%額定電壓，B、C相15%額定電壓；1.2-1.4s不加電壓；1.4-2.1s加正序電壓進(jìn)行空載實(shí)驗(yàn)。

3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.6電機(jī)參數(shù)自檢測(cè)(續(xù))右圖883.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.6電機(jī)參數(shù)自檢測(cè)(續(xù))使用上述方法仿真得到的電機(jī)參數(shù)與實(shí)際參數(shù)比較如下表所示,由表可見計(jì)算所得電機(jī)參數(shù)與所用電機(jī)模型實(shí)際參數(shù)誤差很小，證明設(shè)計(jì)方法的可行性。

定子電阻(Ω)轉(zhuǎn)子電阻(Ω)互感(mH)漏感(mH)模型實(shí)際值0.73840.7402124.13仿真計(jì)算值0.74280.7560126.32.904誤差0.59%2.1%1.7%3.3%3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)3.6電機(jī)參數(shù)自檢測(cè)(續(xù))使用89本文主要內(nèi)容緒論單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)論本文主要內(nèi)容緒論904.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.1仿真總體框架4.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.1仿真總體框架914.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.1仿真總體框架4.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.1仿真總體框架924.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.2加減載仿真波形仿真過程如下：0s：給定轉(zhuǎn)速800轉(zhuǎn)/分階躍，空載啟動(dòng)0.5s：突加60%負(fù)載1s：卸除負(fù)載右圖上依次為三相電流，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩仿真波形。右圖下為實(shí)際轉(zhuǎn)速與估計(jì)轉(zhuǎn)速。由圖可見：系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能良好，0.1s空載加速到800轉(zhuǎn)/分；加減載轉(zhuǎn)速突變后可迅速回到給定值；電流波形良好；估計(jì)轉(zhuǎn)速較好的跟蹤實(shí)際轉(zhuǎn)速，無穩(wěn)態(tài)誤差。4.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.2加減載仿真波形934.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.3加減速仿真波形仿真過程速度給定如下：0s：800轉(zhuǎn)/分階躍給定；0.5s：反向800轉(zhuǎn)/分。

右圖上依次為三相電流，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩仿真波形。右圖下為實(shí)際轉(zhuǎn)速與估計(jì)轉(zhuǎn)速。由圖可見：動(dòng)態(tài)性能較好；電流波形良好；轉(zhuǎn)速估計(jì)在速度給定從正向800轉(zhuǎn)/分躍變到反向800轉(zhuǎn)/分時(shí)，估計(jì)轉(zhuǎn)速有個(gè)尖刺，但可以很快回到實(shí)際轉(zhuǎn)速附近。4.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.3加減速仿真波形944.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.4磁通觀測(cè)的仿真觀測(cè)磁通與實(shí)際磁通α、β軸分量比較4.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.4磁通觀測(cè)的仿真觀測(cè)磁954.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.4磁通觀測(cè)的仿真(續(xù)1)右圖為轉(zhuǎn)子磁通軌跡圖，由圖可見電機(jī)獲得良好的圓形磁通，達(dá)到穩(wěn)態(tài)值速度也較快。啟動(dòng)過程中磁通能快速的上升到給定值得益于磁通閉環(huán)的大比例環(huán)節(jié)。

轉(zhuǎn)子磁通軌跡圖4.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.4磁通觀測(cè)的仿真(續(xù)1964.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.4磁通觀測(cè)的仿真(續(xù)2)磁通開環(huán)控制磁通閉環(huán)控制4.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究4.4磁通觀測(cè)的仿真(續(xù)297本文主要內(nèi)容緒論單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)論本文主要內(nèi)容緒論985.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果5.1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果5.1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成995.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果5.2硬件設(shè)計(jì)1.主控制器電路設(shè)計(jì)如右圖所示，核心為TMS320F2812+FPGA;完成矢量控制算法，產(chǎn)生和發(fā)送15單元控制信號(hào)，通訊、故障處理等功能。5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果5.2硬件設(shè)計(jì)1.主控制器電路設(shè)1005.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果5.2硬件設(shè)計(jì)(續(xù))2.功率單元控制與驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)如右圖所示，控制核心為CPLD;驅(qū)動(dòng)芯片采用HCPL-316J，經(jīng)擴(kuò)容有14A的驅(qū)動(dòng)能力；盲區(qū)、死區(qū)通過阻容硬件設(shè)置；5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果5.2硬件設(shè)計(jì)(續(xù))2.功率單元1015.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果IGBT驅(qū)動(dòng)電路5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果IGBT驅(qū)動(dòng)電路1025.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果3.模擬量采集電路5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果3.模擬量采集電路1035.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果5.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)—主程序流程圖5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果5.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)1045.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果AD采樣中斷流程圖5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果AD采樣中斷流程圖1055.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果移相變壓器控制板單元驅(qū)動(dòng)板5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果移相變壓器控制板單元驅(qū)動(dòng)板106