級聯(lián)型高壓變頻器的矢量控制及低電壓穿越技術研究.pdf

1、隨著電力電子技術、信息技術及電機驅(qū)動技術的發(fā)展，變頻器的控制性能在不斷改善，應用范圍也越來越廣。目前，對變頻器的結構原理及應用算法的研究已經(jīng)成為電氣傳動領域的熱點問題。本文對6kV功率單元級聯(lián)型高壓變頻器進行了比較全面的設計，主要從主電路結構原理和控制方式、系統(tǒng)控制策略及實現(xiàn)方法、電網(wǎng)故障情況下的特殊控制等方面展開了研究。
　　首先，本文分析了高壓變頻器主電路的拓撲結構、調(diào)制方式以及功率單元電路的設計原理，分別建立了18功率單元變

2、頻器主電路模型、移相載波信號發(fā)生模型及功率單元脈沖發(fā)生模型，使變頻器的輸出電壓具有高開關頻率和多級階梯的特性，實現(xiàn)準確的波形調(diào)制。
　　其次，對無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)進行設計，推導出基于電機轉(zhuǎn)子磁鏈定向的閉環(huán)矢量控制策略;詳細分析了三種磁鏈觀測模型的原理及實現(xiàn)方法，對其觀測結果進行比較和分析，確定最優(yōu)觀測方案;并在此基礎上，推導出改進的感應電機轉(zhuǎn)速估計模型。運用PSCAD進行仿真，電流調(diào)節(jié)器和速度調(diào)節(jié)器均得到了期望的響應，實際值

3、能夠很好的跟蹤上指令值;速度估計方面，超前校正補償和轉(zhuǎn)速濾波的設計，使系統(tǒng)在低速和高速條件下都得到了較好的估計結果，系統(tǒng)的整體性能得到了很大提高。
　　最后，考慮到電網(wǎng)線路故障及大型電機啟動等原因造成的電網(wǎng)電壓跌落，會給變頻器的正常運行帶來影響，設計了低電壓穿越（LVRT）環(huán)節(jié)。通過對變頻器直流環(huán)節(jié)閉環(huán)來調(diào)節(jié)矢量控制指令中的給定電流值，從而改變輸出的調(diào)制波頻率，使電機轉(zhuǎn)子能量回送給直流母線，保證直流母線電壓在正常的工作范圍，避免了