Исследование и разработка преобразователя частоты матричного типа для электроприводов переменного тока

• Автор: Кокорин, Николай Валерьевич
• Шифр специальности: 05.09.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Чебоксары
• Количество страниц: 158 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Общие положения

1.1. Введение

1.2. Обзор современных полупроводниковых преобразователей

1.2.1. Двухзвенные преобразователи частоты

1.2.2. Непосредственные преобразователи частоты

1.3. Математическая модель матричного преобразователя

1.4. Алгоритмы скалярной модуляции

1.4.1. Алгоритм Алесиной - Вентарини

1.4.2. Оптимизированный алгоритм Вентарини

1.4.3. Алгоритм Роя
1.5. Пространственно-векторная модуляция
1.5.1. Понятие пространственного вектора
1.5.2. Метод косвенной пространственно-векторной модуляции
1.5.3. Метод прямой пространственно-векторной модуляции
1.6. Выводы
Глава 2. Методы коммутации ключей в матричном преобразователе
2.1. Введение
2.2. Топология ключей с двунаправленной проводимостью
2.2.1. Ключ на одном транзисторе
2.2.2. Ключи на двух транзисторах
2.3. Анализ существующих методов коммутации ключей

2.3.1. Основные правила коммутации
2.3.2. Простые способы коммутации
2.3.3. Улучшенные способы коммутации
2.4. Комбинированный алгоритм безопасной коммутации ключей
2.4.1. Экспериментальные результаты
2.5. Алгоритм коррекции ширины управляющих импульсов ШИМ
2.5.1. Коррекция в случае коммутации по току
2.5.2. Коррекция в случае коммутации по напряжению
2.5.3. Экспериментальные результаты
2.6. Выводы
Глава 3. Устойчивость системы с матричным преобразователем
3.1. Введение
3.2. Анализ принципов модуляции входного тока
3.2.1. Понятие вектора модуляции входного тока
3.2.2. Влияние неидеальности питающей сети на качество входного тока
3.2.3. Анализ входного тока при несбалансированной синусоидальной питающей сети
3.2.4. Результаты моделирования
3.3. Входной фильтр
3.3.1. Анализ устойчивости системы с входным ЬС-фильтром
3.3.2. Анализ устойчивости системы с входным МХ-фильтром
3.3.3. Результаты моделирования
3.4. Цифровая коррекция системы управления
3.4.1. Анализ устойчивости системы с цифровым фильтром
3.4.2. Результаты моделирования
3.5. Выводы
Глава 4. Моделирование и практическая реализация матричного преобразователя
4.1. Введение
4.2. Моделирование матричного преобразователя

4.2.1. Силовая часть матричного преобразователя
4.2.2. Система управления
4.2.3. Анализ возникновения напряжения смещения нейтрали
4.2.4. Результаты моделирования
4.3. Практическая реализация экспериментального образца матричного преобразователя частоты
4.3.1. Силовая часть матричного преобразователя
4.3.2. Микропроцессорная система управления
4.3.3. Экспериментальные результаты работы экспериментального образца МПЧ на резистивно-индуктивную нагрузку
4.3.4. Применение МПЧ для прямого управления моментом асинхронного электродвигателя
4.3.5. Экспериментальные результаты работы электропривода с системой прямого управления моментом и МПЧ
4.4. Выводы
Заключение
Список литературы
Приложения

Выделяя из (1.44) значение напряжения в виртуальном звене постоянного тока и подставляя в него выражение для коэффициента модуляции тока (1.43) получаем
Как правило, управляемый выпрямитель всегда работает с т,-1, поэтому можно записать
Из (1.46) видно, что на величину напряжения виртуального звена влияет только величина входного напряжения.
1.5.2.2. Инвертор
Ключи инвертора 87—8,2 (рис. 1.9) могут находиться только в восьми разрешённых комбинациях, для того, чтобы избежать короткого замыкания цепи постоянного тока и обеспечить безразрывную коммутацию тока нагрузки. Эти восемь разрешённых комбинаций (базовых векторов) могут быть разделены на шесть активных векторов Vи6, когда вектор выходного напряжения ненулевой, и два нулевых вектора 110, когда вектор выходного напряжения нулевой.
Модуль активного базового вектора можно определить исходя из состояния ключей инвертора учитывая симметричность нагрузки. Согласно (1.35), модуль вектора II,, определяется выражением
Очевидно, что выражение (1.47) верно и для других активных базовых векторов. Возможные состояния ключей инвертора и соответствующие им величи-
(1.45)
(1.46)

(1.47)
ны амплитуд и0 и углов а0 пространственных векторов напряжения приведе-
ны в табл. 1.3.