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由于普通交流调速系统的整流环节采用不可控整流,使得网侧电流谐波含量大、功率因数低、能量不能双向流动,还对电网造成了污染。双PWM变流器是采用PWM整流代替普通变流器中的不可控整流,经储能电容与逆变器进行连接,通过对整流器和逆变器的协调控制,解决上述问题。本文以Matlab/Simulink为仿真平台,对双PWM变流器驱动异步电机的调速系统进行了建模与仿真研究。
本文所做的工作主要包括三个部分:三相电压型PWM整流器的控制研究、异步电机空间电压矢量控制研究、双PWM变流器的协调控制研究。全文具体安排如下:
第二章建立了三相电压型PWM整流器在三相静止坐标系(abc坐标系)和两相同步旋转坐标系(dq坐标系)下的数学模型,并对数学模型进行了简化分析。
第三章对三相电压型PWM整流器进行控制系统设计,主要包括控制系统框图的设计,控制器参数的选定及仿真。
第四章是在对异步电机动态模型分析的基础上建立了控制系统的空间电压矢量仿真模型,并进行了仿真。
第五章是在第二、三、四章的基础上,推导了整流器和逆变器的功率动态模型,通过模型分析,选用基于直流侧功率平衡的主.从控制方案,对双PWM变流器整个系统的协调控制行了仿真研究。
仿真表明,本文所建立的双PWM变流器模型及所选定的控制器参数可以获得较好的性能,具体表现在:当电机运行于电动状态时,从电网吸收能量,并能控制网侧电流和电压同相位,达到单位功率因数,电机调速性能优越;当电机运行于发电状态时,能使网侧电流相位和电压相位相差180°,使能量回馈给电网。
本文介绍的PWM控制器参数的选择方法对于双PWM交流调速系统的研究具有一定的指导意义,而所做的仿真工作则是双PWM交流调速系统实际实现必不可少的一个环节。