單元串聯(lián)式高壓變頻器間接磁場定向矢量控制系統(tǒng)的研究

1、單元串聯(lián)式高壓變頻器間接磁場定向單元串聯(lián)式高壓變頻器間接磁場定向矢量控制系統(tǒng)的研究矢量控制系統(tǒng)的研究 研究生：邱華山研究生：邱華山指導(dǎo)教師指導(dǎo)教師 ：沈傳文副教授：沈傳文副教授本文主要內(nèi)容本文主要內(nèi)容u緒論u單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法u高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)u高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究u系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果u結(jié)論1.緒論緒論n1.1課題研究意義課題研究意義u電動機(jī)耗電量約占整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)用電量的66% ；u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%）；u國內(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，國外矢量控

2、制高壓變頻器產(chǎn)品占據(jù)市場；u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)；u研發(fā)矢量控制高壓變頻器具有很好的研究價(jià)值和非?，F(xiàn)實(shí)的意義，國內(nèi)高壓變頻器企業(yè)也在積極開發(fā)此產(chǎn)品；1.緒論緒論n1.2課題來源課題來源北京動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.緒論緒論n1.3感應(yīng)電機(jī)控制方案綜述感應(yīng)電機(jī)控制方案綜述1.緒論緒論n1.4中（高）壓大容量調(diào)速技術(shù)綜述中（高）壓大容量調(diào)速技術(shù)綜述n普通三相逆變器普通三相逆變器n降壓降壓-通用變頻通用變頻-升壓電路升壓電路n交交變頻電路交交變頻電路n嵌位型多電平逆變器嵌位型多電平逆變器n級聯(lián)型多電平拓?fù)洌ㄗ顝V泛的為

3、單元串聯(lián)型）級聯(lián)型多電平拓?fù)洌ㄗ顝V泛的為單元串聯(lián)型）本文主要內(nèi)容本文主要內(nèi)容u緒論u單元串聯(lián)高壓變頻器及其單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWMPWM調(diào)制方法調(diào)制方法u高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)u高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究u系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果u結(jié)論2.2.單元串聯(lián)高壓變頻器及其單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWMPWM調(diào)制方法調(diào)制方法n2.1概述：概述：主電路結(jié)構(gòu)主電路結(jié)構(gòu)2.2.單元串聯(lián)高壓變頻器及其單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWMPWM調(diào)制方法調(diào)制方法n2.1單元串聯(lián)高壓變頻器概述：單元串聯(lián)高壓變頻器概述：功率單元結(jié)構(gòu)功率單元結(jié)構(gòu)2.2.單元串聯(lián)高壓變頻器及其單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWMPWM調(diào)制方法

4、調(diào)制方法n2.1概述概述 ：旁通控制旁通控制n1998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 2.2.單元串聯(lián)高壓變頻器及其單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWMPWM調(diào)制方法調(diào)制方法n 2.2飛車啟動飛車啟動電機(jī)旋轉(zhuǎn)啟動時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)速電機(jī)旋轉(zhuǎn)啟動時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)速與給定頻率不匹配時(shí)系統(tǒng)與給定頻率不匹配時(shí)系統(tǒng)會過流或過壓；會過流或過壓；常用方法：掃頻。從最高常用方法：掃頻。從最高頻率向下掃頻，當(dāng)頻率與頻率向下掃頻，當(dāng)頻率與轉(zhuǎn)速匹配，電流很小，檢轉(zhuǎn)速匹配，電流很小，檢測到后快速升壓至壓頻曲測到后快速升壓至壓頻曲線；線；本文設(shè)計(jì)的飛車啟動方法，本文設(shè)計(jì)的飛車啟動方法，已在實(shí)際產(chǎn)品中應(yīng)用。已在實(shí)際產(chǎn)品中應(yīng)用。

5、2.2.單元串聯(lián)高壓變頻器及其單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWMPWM調(diào)制方法調(diào)制方法n2.3基于載波水平移相基于載波水平移相SPWM調(diào)制方法調(diào)制方法對于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。 N22.2.單元串聯(lián)高壓變頻器及其單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWMPWM調(diào)制方法調(diào)制方法n2.3基于載波水平移相基于載波水平移相SPWM調(diào)制方法調(diào)制方法(續(xù)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)果相電壓臺階數(shù)為：2N+1，右圖為11臺階輸出，THD=11.06%。目前高壓變頻器產(chǎn)品中均目前高壓變頻器產(chǎn)品中均采用單極性載波移相采用單極性

6、載波移相SPWM調(diào)制。調(diào)制。 2.2.單元串聯(lián)高壓變頻器及其單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWMPWM調(diào)制方法調(diào)制方法n2.4疊加三次諧波以提高直流電壓利用率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。2.2.單元串聯(lián)高壓變頻器及其單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWMPWM調(diào)制方法調(diào)制方法n2.4疊加三次諧波以提高直流電壓利用率疊加三次諧波以提高直流電壓利用率(續(xù)續(xù)1)要最大限

7、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。2.2.單元串聯(lián)高壓變頻器及其單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWMPWM調(diào)制方法調(diào)制方法n2.4疊加三次諧波以提高直流電壓利用率疊加三次諧波以提高直流電壓利用率(續(xù)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

8、了約15.5%。未疊加三次諧波相電壓諧波分析，基波幅值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，基波幅值疊加三次諧波后相電壓諧波分析，基波幅值5.7752.2.單元串聯(lián)高壓變頻器及其單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWMPWM調(diào)制方法調(diào)制方法n2.4疊加三次諧波以提高直流電壓利用率疊加三次諧波以提高直流電壓利用率(續(xù)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，基波幅值未疊加三次諧波線電壓諧波分析，基波幅

9、值8.662疊加三次諧波后線電壓諧波分析，基波幅值疊加三次諧波后線電壓諧波分析，基波幅值10本文主要內(nèi)容本文主要內(nèi)容u緒論u單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法u高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)u高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究u系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果u結(jié)論3.3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)n3.1感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型iiiipLRLpLLLpLRLpLpLLpLRLLpLLpLRuuuurqrdsqsdrrrdqrmmdqrrdqrrrmdqrmmmdqssssdqsmdqsmsdqsssrqrdsqsdiLiLiLiLiLiLiLi

10、Lrqrsqmrqrdrsdmrdrqmsqssqrdmsdssdempsq rdsd rqNi ii iTLmreLpdJTTNdt3.3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)n3.1感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型感應(yīng)電機(jī)數(shù)學(xué)模型(續(xù)續(xù))sdrmripTL1mepsqrrLTNiLrrsqmseTiLsdessqsqssqssqsqessdsdssdssdiLudtdiLiRUiLudtdiLiRU3.3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)n3.2矢量控制分類矢量控制分類本文控制系統(tǒng)選取間接磁場定向矢量控制的方案本文控制系統(tǒng)選取間接磁場定向矢量控制的方案3.3.高壓變頻器

11、矢量控制方案設(shè)計(jì)高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)n3.3轉(zhuǎn)速辨識轉(zhuǎn)速辨識3.3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)n3.3轉(zhuǎn)速辨識轉(zhuǎn)速辨識(續(xù)續(xù))3.3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)n3.3轉(zhuǎn)速辨識轉(zhuǎn)速辨識(續(xù)續(xù))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。 3.3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)高壓變

12、頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)n3.4磁通計(jì)算磁通計(jì)算3.3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)n3.5矢量控制系統(tǒng)原理圖矢量控制系統(tǒng)原理圖3.3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)n3.6電機(jī)參數(shù)自檢測電機(jī)參數(shù)自檢測3.3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)n3.6電機(jī)參數(shù)自檢測電機(jī)參數(shù)自檢測(續(xù)續(xù))直流測試：測量定子電阻直流測試：測量定子電阻由于電機(jī)定子電阻值很小，使用一由于電機(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)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。的

13、比值。右圖為等效電路圖。堵轉(zhuǎn)測試：測量轉(zhuǎn)子電阻堵轉(zhuǎn)測試：測量轉(zhuǎn)子電阻 、定、定轉(zhuǎn)子漏感轉(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)，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)因相電壓來實(shí)現(xiàn)模擬堵轉(zhuǎn)，此時(shí)因有有 ，忽略該支路，等效電，忽略該支路，等效電路如右圖所示。路如右圖所示。tUUasin2tUUsin22btUUcsin22 |rrmLjRL3.3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)n3.6電機(jī)參數(shù)自檢測電機(jī)參數(shù)自檢測(續(xù)續(xù))空載測試：測量定轉(zhuǎn)子空載測試：測量定轉(zhuǎn)子互感互感忽略鐵損，等效電路如

14、右圖所忽略鐵損，等效電路如右圖所示。示。 3.3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)n3.6電機(jī)參數(shù)自檢測電機(jī)參數(shù)自檢測(續(xù)續(xù))右圖為電機(jī)參數(shù)自檢測右圖為電機(jī)參數(shù)自檢測的仿真。仿真過程：的仿真。仿真過程：0-0.5s0-0.5s時(shí)加占空比為時(shí)加占空比為5%5%的直流；的直流；0.5-0.8s0.5-0.8s不加電壓，讓電不加電壓，讓電機(jī)線圈中的電流指數(shù)衰機(jī)線圈中的電流指數(shù)衰減；減；0.8-1.2s0.8-1.2s按照上文堵轉(zhuǎn)實(shí)按照上文堵轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)所述方法加電壓，驗(yàn)所述方法加電壓，A A相相30%30%額定電壓，額定電壓，B B、C C相相15%15%額定電壓；額定電壓；1.2-1

15、.4s1.2-1.4s不加電壓；不加電壓；1.4-2.1s1.4-2.1s加正序電壓進(jìn)行加正序電壓進(jìn)行空載實(shí)驗(yàn)?？蛰d實(shí)驗(yàn)。 3.3.高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)n3.6電機(jī)參數(shù)自檢測電機(jī)參數(shù)自檢測(續(xù)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。 定子電阻定子電阻()轉(zhuǎn)子電阻轉(zhuǎn)子電阻()互感互感(mH)漏感漏感(mH)模型實(shí)際值模型實(shí)際值0.73840.7402124.13仿真計(jì)算值仿真計(jì)算值0.74280.7560126.32.904誤差誤差0.59%2.1%1.7%3.3%本

16、文主要內(nèi)容本文主要內(nèi)容u緒論u單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法u高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)u高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究u系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果u結(jié)論4.4.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究n4.1仿真總體框架仿真總體框架4.4.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究n4.1仿真總體框架仿真總體框架4.4.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究n4.2加減載仿真波形加減載仿真波形仿真過程如下：仿真過程如下：0s0s：給定轉(zhuǎn)速：給定轉(zhuǎn)速800800轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分階躍，分階躍，空載啟動空載啟動0.5s0.5s：突加：突加60%60%負(fù)載負(fù)載1s 1s：卸除負(fù)載：卸除負(fù)載右圖上依次

17、為三相電流，轉(zhuǎn)右圖上依次為三相電流，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩仿真波形。右圖下速，轉(zhuǎn)矩仿真波形。右圖下為實(shí)際轉(zhuǎn)速與估計(jì)轉(zhuǎn)速為實(shí)際轉(zhuǎn)速與估計(jì)轉(zhuǎn)速。由圖可見：由圖可見：系統(tǒng)動態(tài)性能良好，系統(tǒng)動態(tài)性能良好，0.1s0.1s空載空載加速到加速到800800轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分；加減載轉(zhuǎn)分；加減載轉(zhuǎn)速突變后可迅速回到給定值；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)好的跟蹤實(shí)際轉(zhuǎn)速，無穩(wěn)態(tài)誤差。誤差。4.4.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究n4.3加減速仿真波形加減速仿真波形仿真過程速度給定如下：仿真過程速度給定如下：0s0s：800800轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分階躍給定；分階躍給定；

18、0.5s0.5s：反向：反向800800轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分。分。 右圖上依次為三相電流，轉(zhuǎn)右圖上依次為三相電流，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩仿真波形。右圖下速，轉(zhuǎn)矩仿真波形。右圖下為實(shí)際轉(zhuǎn)速與估計(jì)轉(zhuǎn)速為實(shí)際轉(zhuǎn)速與估計(jì)轉(zhuǎn)速。由圖可見：由圖可見：動態(tài)性能較好；動態(tài)性能較好；電流波形良好；電流波形良好；轉(zhuǎn)速估計(jì)在速度給定從正向轉(zhuǎn)速估計(jì)在速度給定從正向800800轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分躍變到反向分躍變到反向800800轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分時(shí)，估計(jì)轉(zhuǎn)速有個(gè)尖刺，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)速附但可以很快回到實(shí)際轉(zhuǎn)速附近。近。4.4.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究n4.4磁通觀測的仿真磁通觀測的仿真觀測磁通與實(shí)際磁通觀測磁通與實(shí)際

19、磁通、軸分量比較軸分量比較4.4.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究n4.4磁通觀測的仿真磁通觀測的仿真(續(xù)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)子磁通軌跡圖轉(zhuǎn)子磁通軌跡圖4.4.高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究n4.4磁通觀測的仿真磁通觀測的仿真(續(xù)續(xù)2)磁通開環(huán)控制磁通開環(huán)控制磁通閉環(huán)控制磁通閉環(huán)控制本文主要內(nèi)容本文主要內(nèi)容u緒論u單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法u高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)u高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究u系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果u結(jié)論5.5

20、.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果n5.1實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成5.5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果n5.2硬件設(shè)計(jì)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，通訊、故障處理等功能。5.5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果n5.2硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)(續(xù)續(xù))2.功率單元控制與驅(qū)動電路設(shè)計(jì)如右圖所示，控制核心為CPLD;驅(qū)動芯片采用HCPL-316J，經(jīng)擴(kuò)容有14A的驅(qū)動能力；盲區(qū)、死區(qū)通過阻容硬件設(shè)置；5.5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果IGB

21、T驅(qū)動電路驅(qū)動電路5.5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果3.模擬量采集電路模擬量采集電路C49104C50104C40104C47102RP24200K/ceR22610KR22830KC4210483245761N52AD6281X10CON1C38104R70W-12R7427/0.5WR7327/0.5WW+12W+12W-12W-GNDW-GNDW-GNDV161N4148V171N4148LEMINLEMOUTOUTVIN15GND116-V12+V11VOUT7+V29-V210GND28N35ISO124+12-12W-12W+12W-GNDR22R213214

22、11N32ATL074C10C11C55C56R23AGNDAGNDAGND+12-12567N32BTL074OUT5.5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果n5.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主程序流程圖5.5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果AD采采樣樣中中斷斷流流程程圖圖5.5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果移相變壓器移相變壓器控制板控制板單元驅(qū)動板單元驅(qū)動板5.5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果系統(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未疊加三次諧波相電壓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未疊加三次諧波線電壓疊加三次諧波線

23、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：疊加三次諧波疊加三次諧波未給線電壓帶來未給線電壓帶來諧波影響；諧波影響；線電壓幅值由線電壓幅值由660V提升到了提升到了760V，提升幅度，提升幅度約約15%，同第二，同第二章仿真結(jié)論一致。章仿真結(jié)論一致。5.5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果系統(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)試矢量控制程序各模塊調(diào)試5.5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果系統(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，

24、使用其圖形工具觀察磁通計(jì)算模塊輸出波形?？梢姶磐ㄓ?jì)算模塊可正常工作。sdrmripTL1磁通計(jì)算模塊調(diào)試波形矢量控制程序各模塊調(diào)試矢量控制程序各模塊調(diào)試5.5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果由于整個(gè)高壓變頻器由于整個(gè)高壓變頻器系統(tǒng)較為復(fù)雜，為保系統(tǒng)較為復(fù)雜，為保證系統(tǒng)的可靠輸出，證系統(tǒng)的可靠輸出，對單個(gè)功率單元進(jìn)行對單個(gè)功率單元進(jìn)行了電感負(fù)載實(shí)驗(yàn)，波了電感負(fù)載實(shí)驗(yàn)，波形如下圖所示。形如下圖所示。功率單元輸出電壓及電流波形功率單元輸出電壓及電流波形功率單元調(diào)試功率單元調(diào)試5.5.系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果下圖為五級系統(tǒng)輸出電壓及電流波形圖。左圖為給定轉(zhuǎn)速環(huán)

25、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矢量控制程序輸出電壓及電流波形輸出電壓電流調(diào)試輸出電壓電流調(diào)試本文主要內(nèi)容本文主要內(nèi)容u緒論u單元串聯(lián)高壓變頻器及其PWM調(diào)制方法u高壓變頻器矢量控制方案設(shè)計(jì)u高壓變頻器矢量控制系統(tǒng)仿真研究u系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果u結(jié)論結(jié)論6.結(jié)論本文結(jié)論：本文結(jié)論：n解決高壓變頻器應(yīng)用中的兩個(gè)較關(guān)鍵的問題：飛車啟動和解決高壓變頻器應(yīng)用中的兩個(gè)較關(guān)鍵的問題：飛車啟動和三次諧波疊加，已在實(shí)際高壓變頻器產(chǎn)品中應(yīng)用。三次諧波疊加，已在實(shí)際高壓變頻器產(chǎn)品中應(yīng)用。n研究電機(jī)參數(shù)自檢測的離線自設(shè)定和在線辨識的方法，對研究電機(jī)參數(shù)自檢測的離線自設(shè)定和在線辨識的方法，對電機(jī)參數(shù)自檢測的相關(guān)問題進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，設(shè)計(jì)了電機(jī)電機(jī)參數(shù)自檢測的相關(guān)問題進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，設(shè)計(jì)了電機(jī)參數(shù)離線自檢測的實(shí)施方案，通過仿真驗(yàn)證了方法的可行參數(shù)離線自檢測的實(shí)施方案，通過仿真驗(yàn)證了方法的可行性。性。n對各種無速度傳感器矢量控制的速度辨識和磁通觀測方法對各種無速度傳感器矢量控制的速度辨識和磁通觀測方法做了總結(jié)和分析，選擇間接磁場定向的矢量控制方法：采做了總結(jié)和分析，選擇間接磁場定向的矢量控制方法：采用用PIPI自適應(yīng)法辨識轉(zhuǎn)速，間接計(jì)算法獲取磁通。設(shè)