逆变器驱动电机的共模电压和轴电压的抑制

为了抑制逆变器驱动电机的共模电压和轴电压,改进了特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)方式。利用共模谐波性能因子,求出SHEPWM的开关角度。在40～45Hz采用消除三次谐波的改进SHEPWM方式,消除低次谐波分量;在45～50Hz采用不消除三次谐波的常规SHEPWM方式。这两种方式在45Hz处实现了平滑切换。该SHEPWM方法结合无源共模滤波器方案,在一个三电平中点箝位式逆变器上得到实现,在电机端获得较低的共模电压和轴电压。     

三电平脉宽调制逆变器共模电压的抑制策略

针对三电平脉宽调制(PWM)逆变器运行过程中会产生大量共模电压、高频dv/dt等谐波的问题,采用一种分区域PWM调制策略(Ma-PWM)来抑制PWM变换器的共模电压。通过调制指数将三电平空间矢量重新划分为多个不同的调制区域,在不同的调制区域内采用4种基本矢量类型中的大矢量、中矢量以及小矢量来实现三电平PWM调制算法。分区域PWM调制策略将扇区内部的小区域划分为高、低两个调制区域,并合理选择最邻近的基本电压矢量来合成参考矢量。仿真结果表明：Ma-PWM调制策略在不同负载类型下的共模电压幅值为直流母线电压的1/6;此外,在可变速负载下,PWM逆变器的共模电压幅值不仅能够减小到原来的1/2,而且PWM逆变器输出电流波形的总谐波失真小于5%。该方法不仅能够抑制共模电压,还能够减小PWM逆变器输出电流的总谐波失真。     

五电平电压型逆变器的变频SHE-PWM控制策略

采用两重H桥串联电压型逆变器输出五电平相电压,使用IGCT器件时可输出6kV线电压,适用于6kV电机变频调速装置。为改善逆变器输出电压的谐波特性,解决串桥之间功率的均分问题,提出了两种五电平SHE-PWM控制策略,给出了其实现原理,计算了3～50Hz内的变频变调制比的SHE-PWM开关角度,并在此基础上用数字仿真计算了各频率段下输出电压谐波含量。结果表明在不增加开关频率的前提下,比三电平逆变器消除的输出电压谐波次数更多,使逆变器输出LC滤波器的设计更加容易,同时可有效地均分两重串桥的有功功率输出。     

抑制共模电压的不对称NZPWM技术

为了抑制共模电压,消除死区效应导致的共模电压尖峰,提出了一种可通过软件实现的不对称无零矢量脉宽调制技术。在对已有技术进行分析的基础上,调整了开关次序,并对有效矢量的作用时间作了限制。利用不对称的矢量合成算法,弥补最小作用时间限制导致的电压畸变。实验结果表明:该算法可以完全消除死区效应导致的异常脉冲尖峰,从而将共模电压幅值抑制到普通算法的三分之一。因此,该方法具有较好的有效性和实用性。     

抑制共模电压的不对称NZPWM技术

为了抑制共模电压,消除死区效应导致的共模电压尖峰,提出一种可通过软件实现的不对称无零矢量脉宽调制技术。在对已有技术进行分析的基础上,调整了开关次序,并对有效矢量的作用时间作了限制。利用不对称的矢量合成算法,弥补最小作用时间限制导致的电压畸变。实验结果表明:该算法可以完全消除死区效应导致的异常脉冲尖峰,从而将共模电压幅值抑制到普通算法的1/3。因此,该方法具有较好的有效性和实用性。     

PWM逆变器特定谐波抑制技术

建立电压型PWM逆变器输出电压的数学模型,分析其谐波分布规律,以改善PWM逆变器输出波形质量,抑制谐波污染.针对电压型PWM逆变器建立了基于SHEPWM的数学模型,根据特定消谐技术求解非线性方程组,采用同伦算法获得开关角数据,以保证特定消谐方程组的解在大范围内快速收敛.仿真结果证明了该方案的可行性.     

大容量PWM电压源逆变器的LC滤波器设计

针对大容量变频调速装置中LC滤波器设计困难的问题,提出了特定消谐脉冲宽度调制(SHE-PWM)的逆变器优化控制方案。以三电平中点箝位(NPC)逆变器为研究对象,采用分段同步SHE-PWM保证整个调速范围内LC滤波器的谐振抑制问题,并给出了LC谐振频率的设计方法。采用此方法可以使大容量开关器件工作在较低的开关频率下。分析了LC滤波器对逆变器输出电流和机端电压的影响及滤波电容与电机之间的自激等问题,并据此提出了电抗参数和电容参数的具体设计原则和方法。在一台基于三电平NPC逆变器的6kV变频调速装置上的试验结果验证了所提方法的有效性。     

各种PWM控制方式下的电机共模电压比较研究

研究了不同PWM控制方式下电机共模电压、轴电压和轴承电流的产生机理,建立了脉宽调制逆变器驱动系统共模回路的等效电路,并由此得到轴电压的计算公式.为研究不同PWM控制方式对电机共模电压的影响,建立了电机共模电压仿真模型,比较了在三种PWM控制方式下电机共模电压的仿真波形,通过对仿真结果的对比分析得到了在SPWM控制方式下电机共模电压最小的结论,为逆变器采用哪种控制方式会有最小的轴电压和轴承电流提供了一定依据.     

一种新的多电平逆变器特定谐波消除脉宽调制方法

基于多电平逆变器特定谐波消除脉宽调制(SHEPWM)方法的波形对称方案,提出了一种新的多电平逆变器半周期对称波形SHEPWM方法,可以求取许多现有方法不能求得的数值解,具有通用性强、形式简单、波形灵活、易于编程、解的空间大等优点.以五电平逆变器为例,取半个周期内20个开关切换点,对调制比为0.8时的非线性方程组进行求解,求取了12组数值解,抽取其中2组进行仿真和实验研究,证明了所提SHEPWM方法的有效性和实用性.     

矿用自卸车牵引逆变器的国产化改造

系统研究了300t电动轮自卸车牵引逆变器的主电路、整体结构及控制单元,以此为基础研制了控制单元和相模块,该系统采用基于特定谐波消除PWM(SHEPWM)的矢量控制模式.试验表明:该国产化系统满足矿用自卸车牵引逆变器技术要求.     

变频调速异步电机的优化设计及其性能仿真

在交流调速系统中,电机由逆变器供电,这使得其运行条件发生了很大的改变.针对逆变器供电的特点,提出了设计异步电机的新方法,推导出了异步电机新的设计公式和设计步骤.新方法与传统的设计方法相比,电机从转子槽型到整体体积都能得到优化,设计过程更适合工程实际.通过CAD软件包的编制,完成了从设计到稳态性能仿真的过程.设计和仿真的结果表明,新电机具有体积小,效率和功率因数高的特点.证明了异步电机新的设计方法具有其正确性和先进性.     

感应电机的效率最优控制

分析了感应电机的损耗成分,建立了考虑铁损的感应电机d-q轴数学模型及其等效电路图,在此基础上给出了效率最优控制算法。提出一种定子磁链幅值恒定条件下基于转子坐标系矢量控制策略与效率最优控制相结合的实现方案。仿真表明,采用效率最优控制策略后,控制器的效率明显提高,电机的高效运行区域明显增大。     

感应电动机的节能控制

提出了一种变速、恒转矩下使电动机的功率因数和效率最优的方法 ,该方法适用于非线性解耦控制的交流传动系统 .仿真结果表明 ,所提方法是正确的     

浅谈异步电动机故障监测与诊断

异步电动机结构简单、价格低廉、易维护、使用寿命长,是煤矿企业广泛使用的一类动力设备,同时也是机电设备中最重要和关键的设备之一。该文结合自身工作经验概述了三相异步电动机工况的监测和故障诊断方法,具有一定借鉴意义。     

感应电机的非线性干扰抑制控制

提出一个基于相似反对称结构设计的L2增益干扰抑制控制器.针对感应电机负载转矩的不确定性,在设计控制器时引入与不确定性参数相应的可调参数.以相似反对称结构为闭环期望结构,采用逆推法设计电机转速和转子磁链跟踪控制器.并通过L2增益算法进行耗散性分析,使系统不仅对不确定项具有鲁棒性,而且对外部干扰具有抑制作用,保证闭环系统的动静态品质.仿真结果表明了所提出控制器的有效性.     

位置传感器在异步电动机同步化控制应用

异步电动机同步化指绕线式异步电动机起动后，变成同步运行后不仅可以提高该机的自身的功率因数，还可以向电网提供一定的无功功率，提高整个系统的功率因数。为了达到同步化的要求，结合异步电动机和同步电动机的特点及数学模型，建立位置传感器在异步电动机同步化中的控制数学模型，并确定其控制规律。     

基于复合神经网络的感应电机直接转矩控制

提出了一种基于复合神经网络的直接转矩控制器算法,分别对该神经网络控制器各组成部分的结构进行了设计.网络采用固定值和离线训练2种策略获取网络参数,训练样本数少,训练时间短.采用复合网络结构使得直接转矩控制器的数字实现变得容易,充分利用网络的并行处理特性,使得计算时间缩短,响应速度变快.在Matlab/Simulink中结合神经网络工具箱建立了其仿真模型,仿真结果证明了设计的控制器具有可行性、有效性.     

感应电动机数学模型及非线性控制策略

根据感应电动机的基本动态数学模型,得到仿射非线性模型、欧拉.拉格朗日(EL)及端口受控的哈密顿耗散(PCHD)模型.结合非线性控制理论,论述了反馈线性化、反步法、逆系统、自抗扰器及无源控制(PBC)理论在感应电动机控制中的应用,指出了感应电动机各种非线性控制策略的优缺点.提出了基于感应电动机PCHD模型,无源控制和互联与阻尼分配相结合(IDA.PBC);无源控制和自抗扰控制技术相结合,实现优势互补的研究方向.     

45#钢和不锈钢焊接电机轴扭矩特性分析

利用CATIA构建45#钢和不锈钢焊接电机轴的三维参数化模型,应用CAE软件对焊接电机轴直径、长度与临界扭矩之间的关系进行了仿真分析。仿真分析结果表明:在电机轴材料不变的情况下,临界扭矩的大小不随模型长度的变化而变化;在长度一定的情况下,扭矩随模型直径的增大而增大。研究结果可以充分应用于生产与实验,有效降低生产运营成本,通过电机轴扭矩特性分析可以对设备进行有效的监测,从而提高电机轴的使用寿命。