一、中压变频交流传动中主动整流前端(AFE)技术及其应用（论文文献综述）
张一凡[1]（2021）在《异质功率器件混合型多电平变换器拓扑衍生与调制优化》文中进行了进一步梳理大容量电力电子变换器是电气化交通、交直流输配电、大型数据中心和国防军事装备等国家重点发展领域中的电能转换与高效利用的基础与核心。多电平变换器具有功率器件电压应力小、波形质量好、功率密度高等优点,是实现中压大容量交流-直流电能变换的优选解决方案,在工业界得到广泛应用。然而,随着常用的硅基功率器件逐渐逼近其理论极限,基于硅基器件的多电平变换器性能已很难进一步提升。以碳化硅MOSFET为代表的高性能宽禁带器件受高价格制约,仍未实现大规模商业化应用。针对以上问题,本文基于碳化硅和硅器件混合应用的异质功率器件混合型多电平变换器方案,深入研究其拓扑构造衍生方法与调制策略,提出一系列异质器件混合型多电平变换拓扑及其优化调制方法,为大容量高性能电力变换场合提供高性能低成本解决方案。首先,提出了异质功率器件混合型多电平变换器拓扑构造方法与通用调制策略。所提出的拓扑构造方法包含了基本单元的定义,保证混合型拓扑结构的基本准则,以及衍生混合型拓扑的特定步骤。基于此,提出了一系列异质功率器件混合型拓扑。通过选择这些混合型拓扑的冗余开关状态,提出了一种异质功率器件混合型拓扑的通用调制策略,可将高频的开关切换都集中于碳化硅器件上。仿真和实验验证了所提出拓扑衍生方法和通用调制策略的有效性,从而为新拓扑的提出提供指导。其次,提出了硅二极管-碳化硅MOSFET异质功率器件混合型整流器。所提出的整流器每相电路仅需要四个具有较低阻断电压的碳化硅MOSFET。同时由于缓冲电容的存在,所有的硅二极管均等效工频动作,并且碳化硅MOSFET能够被有效箝位。本文详细分析了该异质功率器件混合型整流器的工作原理,进一步提出了其调制和控制策略,保证了整流器电容电压平衡以及单位功率因数输出。仿真和实验验证了所提出混合型整流器的有效性。所提出的整流器在效率和成本方面的优势被评估和证明。最后,提出了基于异质功率器件混合型四电平变换器的多步软开关调制策略。本文根据所提出的异质功率器件混合型变换器拓扑构造方法衍生得到了异质功率器件混合型四电平逆变器和整流器,其每相电路仅需要两个碳化硅MOSFET。分别针对这两种混合型拓扑,详细分析了其在多步软开关调制策略下的换流过程。所提出的调制策略,同时实现了混合型四电平变换器中所有硅器件的软开关和直流母线中点电压的平衡。仿真验证了本文所提出的调制策略的可行性和有效性。
刘洪亮[2]（2020）在《AFE变频器抑制谐波与能量再生特性的应用研究》文中认为研究了AFE技术的变频器的工作原理其在电机应用场景中节能与抑制谐波的特性。AFE技术的应用,尤其对具有较大转动惯量的电动机系统,不仅提升电机运行性能,降低了电动机运行温度,延长了使用寿命,还能够实现能量回收,省却了制动电阻及其冷却设备,降低设备成本,提高系统可靠性。同时,谐波抑制也使得电网电能质量得到改善,减少对电网中其他用户的影响。
王盼[3]（2018）在《多端口级联多电平变换器及其在电机驱动中的应用研究》文中提出能源危机和环境污染的日益严峻,促进了工业应用节能改造及多端口互联技术的快速发展,多端口变换器应运而生。近年来,面向中小功率的低压多端口变换器研究广泛,但针对中高压大功率应用场合的多端口互联系统仍有待探索。鉴于工业应用中,往往需要多台电机配合工作,而当前中高压大功率电机群负荷的自由驱动仅能由多个分立的传统变换器一对一控制。为此本文以电机驱动应用为背景,对可驱动多电机多工况运行的多端口级联多电平变换器及其控制特性进行了深入的探讨。该变换器通过模块复用和系统集成实现了多个中高压大功率端口的互联及能量互通,不仅可同时驱动多电机自由运行,也为电机再生能量的处理提供了一种新的利用方式:将制动电机再生的电能直接传递至电动运行电机,高效节能同时减轻了对电网造成的不良影响。本文的主要研究内容及取得的研究成果如下:（1）分析现有多端口变换器的应用现状、多电机应用需求、驱动技术及再生能量处理方法,引出全文研究主题:针对中高压大功率应用场景,构建一套可集成多个端口且具备能量互动能力的多端口变换器。文中通过现有多端口拓扑结构及适用性的分析,根据模块复用思想,基于六边形H桥级联结构提出了一类适合于中高压大功率双电机自由驱动的三端口级联多电平变换器拓扑。（2）针对所提出的第一种非能馈型三端口级联多电平变换器,通过拓扑建模,详细分析出六桥臂与两输出端口间的参数关系及功率分配规律,探索出其能量流动机理。由此设计一套适合双电机自由驱动的控制策略。其后通过电机再生能量生成机理分析,根据极限状态,设计了电容参数。最后分别通过高、低压仿真验证了拓扑及控制策略的可行性。当两负载电机一个电动、一个制动时,该拓扑可直接利用再生能量,提高能效,降低电容容量需求,但对于两电机同时制动工况的应用存在局限性。（3）基于第一种拓扑的工况应用局限,进行拓扑推演,提出第二种混合能馈型三端口级联多电平变换器拓扑。为保证无源桥臂每单元直流电压稳定,引入环流控制思想。通过对桥臂功率分析,推导出功率平衡条件及关键控制量。其后通过平均值模型分析法对环流电路建模及定量分析,得到控制参数。以此为基础设计了一套适合于本拓扑的控制策略。最后通过仿真验证了拓扑及环流调节的有效性。该系统可使再生能量在电机间优先利用后,富余能量通过部分有源桥臂回馈电网,不仅提高了能量利用效率,减少了单元前端全控开关数量,降低了回馈电网压力。同时由于无源桥臂各单元无整流前端,移相变压器二次侧绕组及整流开关数量相应减少。该系统适用于所有工况需求。（4）为论证拓扑及控制的可行性,本文搭建了一套每桥臂两单元级联的低压三端口级联多电平变换器实验平台,驱动两台380V/1.1kW交流感应电机。在此实验台架上观测了两电机的异步运行以及桥臂间再生能量的分配。验证了本文提出的变换器及控制方法的可行性以及理论分析的正确性。仿真和实验结果表明,本文所提出的三端口级联多电平变换器系统,有效实现了分立变换器的集成和能量交互,能够同时驱动双电机自由运行,且实现电机间再生能量的相互直接利用。拓扑一将富余能量临时存储,降低电容容量需求;拓扑二将富余能量通过少量PWM单元回馈电网。两种拓扑选择,根据工况需求选定。本文所提出的这类变换器能够在不大幅提高成本的条件下满足工业现场多电机驱动及电机间再生能量传递利用需求,为中高压大功率多端口互联提供了一种新的形式,也为电机负荷的节能改造提供一种新的能量利用方式。
肖雄[4]（2017）在《双PWM变频调速系统综合控制策略研究》文中认为交流变频调速装置是现代化工业自动化生产的核心设备,其性能直接影响产品的产量和质量。高性能双PWM变频调速系统的研发与现代化的自动化控制系统相结合,主要体现在电网侧减小系统对电网的污染,保证整流侧单位功率因数运行,减小网侧电流谐波;负载侧交流电机具备高调速精度,快速动、静态响应和低转矩脉振等;变频器本身应提高系统整体运行效率,抑制直流侧母线电压波动,实现双侧能量高效转换。本文以三相两电平四象限双PWM变频器为研究对象,在分析了传统的电流双闭环,直接功率控制和直接转矩控制等常规算法的基础上,重点阐述了整流侧虚拟磁链定向控制、逆变侧无速度传感器控制及双侧一体化协调控制综合策略,在分析双PWM变频调速系统数学模型的基础上从理论分析、仿真和实验三个方面进行了详细展开。本文主要研究工作为:1)对PWM整流侧虚拟磁链方面研究,提出了自适应滑模观测下的虚拟磁链直接功率控制。首先考虑到理想磁链应和虚拟电动势处于完全正交关系的基础上,设计自适应控制律来调整虚拟磁链补偿基准,通过改进虚拟磁链观测器使其快速精准的跟踪网侧电压波动带来的磁链变化,提高整流侧的动态性能,并与传统的饱和抑制法、一阶低通滤波器和纯积分观测方法进行比较分析;针对虚拟磁链估算中的电压计算环节,首次将滑模观测引入PWM整流器虚拟磁链观测器中,选取合适的切换函数来估计出网侧电压,并结合上述设计的自适应控制器得到虚拟磁链值及矢量相位角。比较传统虚拟磁链定向控制策略和所提出策略的动、静态性能,并进行仿真及实验比较分析,最后在自主的整流器实验平台上进行实验算法验证。2)在逆变侧的无速度传感器控制算法研究与应用上,提出了加入自抗扰控制器的自适应滑模无速度传感器控制算法。研究了基于转子磁场定向的无速度传感器工作原理,在传统滑模观测器的基础上,引入新的双曲正切切换函数,设计转子位置和转速估计的自适应律,进行了稳定性分析;考虑到电机运行过程中转速受定子电阻变化影响,运用Lyapunov函数对定子电阻进行在线辨识。为了保证动态响应下的辨识精度,同时减小稳态误差,利用扩张状态观测器实现系统动态补偿线性化,设计了转速环和电流环自抗扰控制器。仿真对比了传统滑模控制和改进算法的动态响应性能及速度估计的精准度,并进行电阻辨识下的仿真比较,同时以实际电驱动系统为被控对象进行实验验证。3)对于双侧PWM一体化协调研究,提出全响应功率补偿的直接功率控制策略。针对功率突变时的母线电压波动问题,在整流侧直接功率控制和逆变侧直接转矩控制的基础上建立双PWM变频调速系统级功率平衡数学模型,通过储能元件和耗能元件分析进行分步功率补偿,仿真对比传统PI外环的性能,并运用于硬件实验平台进行实验验证;结合双侧独立控制研究了整流侧直接功率预测控制和逆变侧直接转矩预测控制的双侧控制策略,包括一步预测和二步预测;在上述系统级功率平衡的基础上,对双侧模型预测控制算法下的直流外环控制进行有效改进,提出基于系统级功率平衡的双侧模型预测一体化协调控制算法,并研究参数摄动下稳定性实验分析,与传统PI控制算法、传统模型预测控制算法和带有逆变侧功率回馈模型预测控制算法进行对比仿真及实验比较分析。4)开发了基于双DSP的双PWM变频调速实验平台,研究控制电路设计和软件设计,并在此平台完成相关算法的实验验证。
张宁[5]（2016）在《20辊可逆冷轧机主传动控制系统的研究》文中指出随着钢铁工业的发展,钢坯重量的增加、轧制速度的提高以及主电动机功率的增大,国内外轧钢机主传动系统都曾发生过严重损坏事故。损坏的主要原因之一是主传动控制系统出现问题。轧机主传动控制系统的性能优劣直接影响到生产效率和产品质量,因此世界工业发达国家都投入了大量人力物力对轧机主传动控制系统进行研究。本文以鞍钢高性能硅钢工程20辊可逆冷轧机的工程设计为研究平台,从电气设计的角度对20辊可逆冷轧机主传动系统进行分析研究。主传动控制系统设计是一个比较复杂的问题,可以有许多不同的传动方案,传动方案的优化是进一步设计的前提,直接影响着设计结果。所以本文首先对主传动电气控制方案进行反复研究比较,最终确定了交-直-交公共直流母线脉冲脉宽调制（PWM）全数字矢量控制变频调速系统方案,选择了CONVERTEAM公司的ALSPA MV7000系列中压变频器,主传动变压器采用树脂绝缘干式整流变压器,主传动电动机采用笼式异步交流电动机。在深入学习控制工程理论的基础上,研究主传动系统的组成,完成了交-直-交变频调速系统方案的设计,对主传动控制系统的关键技术进行了重点阐述：采用IEGT大功率元件,确保变频器具有更高的可靠性；采用主动前端整流单元,确保变频器网侧电流为谐波很少的正弦波,且功率因数接近于1；采用三电平中性点箝位逆变单元,保证输出优越的电动机电压波形,使电动机电流包含更低的谐波电流；采用高性能控制器,配置了矢量控制软件,以实现高性能的PWM矢量控制计算、确保变频器的安全性。基于以上的理论研究完成了主传动变压器参数计算及型号确定；完成了主传动变频器的型号选择；完成了主传动电动机的设计。然后进行了硬件设备的安装和控制系统的调试和完善。鞍钢高性能硅钢工程20辊可逆冷轧机自调试运行后,轧制出的产品板型好、尺寸精度高、技术性能指标达均到了设计要求。该主传动控制系统在运行中具有稳定可靠、控制精度高、操作方便、维修简单等特点,验证了本文设计的正确性和可行性。实践证明在未来的冷轧生产线主传动变频装置中,交-交变频调速方式日趋被交-直-交变频调速方式所取代。
赵有福[6]（2015）在《MV7308中压交流变频传动装置在型材BD轧机上的应用》文中研究说明MV7000系列中压交流变频传动装置是通用电气在中国推出的国际最先进的变频传动系统。介绍了MV7308中压交流变频传动装置的系统组成,型材BD轧机的控制特点,MV7308传动装置在型材BD轧机变频传动系统上的应用情况,系统维护及典型故障案例。实践证明MV7308变频器具备卓越的系统性能。
于月森,陈嫄,卢振洲,陈伟,连红飞[7]（2013）在《四象限高压变频器在煤矿主通风机上的应用》文中研究指明王庄煤矿根据矿井的具体情况,采用了有源前端的双PWM方式四象限高压变频器对主通风机进行改造,通过改造不仅使主通风机以最高的效率安全运行,满足矿井的通风需要,而且节能效果显着,具有很大的经济和社会效益。
程方斌[8]（2013）在《大功率多相电机传动系统若干关键技术的研究》文中提出能源是支撑人类文明进步的物质基础,是现代社会发展不可或缺的基本条件。随着经济和社会的发展,人类正以惊人的速度消耗着各类能源,特别是化石能源。能源问题对经济与社会发展的制约作用日益突出,对人类生存环境的影响也日益显现。因此节能和环保成为当今社会的两大主题。大功率调速传动系统是电机系统节能中的重要研究领域,本文针对大功率调速传动系统的若干关键技术进行了研究,现摘要如下：传动系统采用多相技术可以利用现有功率等级的器件实现大功率调速传动,并且有助于提高传动系统的性能和容错能力,因此多相电机传动系统的研究是大功率传动系统的一个重要研究方向。本文在对多相电机的建模与分析基础上,针对非对称六相电机并联传动系统的PWM调制技术进行了研究。所选取的非对称六相电机并联传动系统拓扑由两台完全相同的三相两电平逆变器构成,分别对六相电机的两套相同结构三相绕组供电。通过矢量空间分解的方法,推导并建立了六相电机的数学模型。在所建立的模型中,六相电机相坐标系下的六维变量被分解至三组两两正交的子空间中,电机的转矩由其中一组d-q子空间的变量控制；同样两台传统三相逆变器的开关状态也分解到d-q子空间,得到了2套6扇区的空间矢量分布图。根据参考电压所在的扇区,通过选择2个6扇区的空间矢量合成参考电压,这样2个6扇区空间矢量的综合作用可以等效12扇区空间矢量的作用,该方法将复杂的6维、12扇区矢量空间调制问题化简为两个3维、6扇区矢量空间调整问题,可以利用传统的三相矢量调制技术综合等效12扇区空间矢量的作用,简化了调制过程,有效提高了变频器的通用性,且可进一步向9相、12相等3×n相电机推广。永磁电机正逐渐应用在大功率传动系统中,针对永磁电机的起动问题,论文提出了基于空间矢量参考电压和基于静起动转矩的两种起动方法。第一种方法利用控制系统可以设定参考电压的幅值和位置的特性来起动电动机。电机起动时,保持参考电压的幅值,控制系统旋转参考电压一周来寻找可使电机起动的位置以起动电机；若电机未起动,可增大参考电压的幅值,控制系统再次旋转参考电压一周来寻找起动位置。重复上述起动控制方法直至电机顺利起动。第二种起动方法是在分析永磁电动机定、转子磁势的基础上,针对电机转子的不同初始位置,通过设定（一次或二次设定）控制系统定子磁势的位置,提高电机的静起动转矩以使电机起动。这两种方法都不需要估算转子的初始位置,可使电动机在空载和带载情况下起动。电机测速的准确性在很大程度上决定了调速传动系统的控制精度,随着大功率调速传动系统性能的提高,对测速的要求也越来越严格。而大功率传动系统的运行环境和电动机本体对测速仪器的影响又非常大,这种工况下选用如金属码盘这样结构简单、可靠的测速设备,,是一个实际可行的选择。本文在经典M/T测速方法的基础上,提出了可以同时测量电机转速和转子位置的综合M/T法。为弥补码盘每转线数较少,输出的方波上升（下降）沿与测量时刻会有不重合,造成速度计算误差的不足,综合M/T法利用信号预处理电路,对码盘输出的方波进行计数,将计数结果分为整数和小数部分,整数部分称为理想方波计数,它是一个测量周期内所包含的整数个脉冲数；小数部分表示的是测量时刻与码盘输出方波上升（下降）沿不重合的偏移量。在计算电机转速时,既包括整数部分的数值,也包括了小数部分（不重合的偏移程度）,因此消除了测速误差。另外,由于计数结果准确地反映了一个测量周期内方波的长度,因此利用这个计数结果还可测得测量时刻转子的位置。
马竹梧,孙智勇,李深,王春光[9]（2013）在《变频技术与自动化解决方案若干问题的探讨》文中研究说明20世纪80年代,作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣。在当前面临能源危机的背景下,变频器作为自动化及节能应用中越来越重要的设备,得到了快速发展。变频技术在钢铁、矿山、石油机械、发电厂辅机、轻纺和印刷设备、工业锅炉、空气压缩机和空调系统、恒定水位和水压控制、泵类、风机、传输驱动以及机床等各类设备上的应用均达到相应的工艺和自动化控制要求,取得了显着的经济效益。针对变频技术与自动化解决方案的相关问题,本刊特邀行业专家、设计与制造单位的技术人员就相关问题提出看法和展开讨论,希望能给广大读者带来有益的参考,也欢迎感兴趣的读者与行业人士积极参与。
张金兰[10]（2006）在《基于矢量控制的五电平变频器的研究》文中认为如今，随着工业技术的迅速发展，而电能的控制、变换和传输等问题越来越得到了人们的关注。因此，适合现代技术发展的高质量、高可靠性以电力电子技术为基础的变频器的研究就成为人们十分关注的课题。 大功率高压变频器（High Power Medium voltage variable frequency drive）通过改变大中型异步电动机输出电压的频率，可以实现转速无级调节，并能有效的节约能源，在国内外受到广泛的关注。本文根据国内对大功率高压变频器的实际需要，分析研究了基于矢量控制的二极管箝位式五电平变频器，对此结构的基本原理以及相应的控制方法进行了分析以及仿真研究。 本文深入研究了无速度传感器矢量控制系统的数学模型，设计了转速、磁通及转矩的闭环调节器。建立了该控制系统的仿真图，结果表明在恒转矩负载下具有稳定的性能。 文章对目前应用研究较多的几种大功率变频器拓扑结构进行了分析和比较，指出了各自的优缺点。针对二极管箝位式五电平变频器，在详细分析其运行原理的基础上，建立了逆变器单元输出电压的数学模型，并推导出变频器输出相电压的表达式。采用MATLAB仿真软件对移相式SPWM控制的二极管箝位式五电平变频器进行了仿真研究。仿真结果表明控制方式的可行性和高可靠性，同时也证明了二极管箝位式五电平的主电路结构适合高电压、大容量的变频调速装置。
二、中压变频交流传动中主动整流前端(AFE)技术及其应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、中压变频交流传动中主动整流前端(AFE)技术及其应用（论文提纲范文）
（1）异质功率器件混合型多电平变换器拓扑衍生与调制优化（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 异质功率器件组合应用技术研究现状 |
| 1.2.1 异质功率器件的器件层面组合应用技术 |
| 1.2.2 异质功率器件的拓扑层面组合应用技术 |
| 1.2.3 异质功率器件的系统层面组合应用技术 |
| 1.3 异质功率器件混合型多电平变换器研究现状与挑战 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 异质功率器件混合型多电平变换器拓扑构造方法与通用调制策略 |
| 2.1 混合型多电平拓扑的通用构造方法 |
| 2.1.1 通用结构和基本单元定义 |
| 2.1.2 低频选择单元的生成策略 |
| 2.1.3 高频换流单元的拓扑结构 |
| 2.1.4 比较与讨论 |
| 2.2 混合型多电平拓扑的通用调制策略 |
| 2.2.1 有源中点箝位型结构 |
| 2.2.2 含飞跨电容或电感交错并联结构 |
| 2.3 仿真分析与实验验证 |
| 2.3.1 仿真分析 |
| 2.3.2 实验验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 适用于中压有源前端的异质功率器件混合型五电平整流器 |
| 3.1 碳化硅MOSFET-硅二极管混合型五电平整流器及其分析 |
| 3.2 控制与调制策略 |
| 3.3 仿真分析与实验验证 |
| 3.3.1 仿真分析 |
| 3.3.2 实验验证 |
| 3.4 混合型五电平整流器拓扑评估 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 异质功率器件混合型四电平变换器的多步软开关调制策略 |
| 4.1 四电平变换器中点电压平衡 |
| 4.1.1 基于双调制波的中点电压平衡 |
| 4.1.2 中点电压平衡闭环主动控制 |
| 4.2 混合型四电平逆变器多步软开关调制策略 |
| 4.2.1 多步软开关调制序列 |
| 4.2.2 换流过程分析 |
| 4.3 混合型四电平整流器多步软开关调制策略 |
| 4.3.1 混合型四电平整流器及其衍生方式 |
| 4.3.2 多步软开关调制及其换流分析 |
| 4.4 仿真分析与验证 |
| 4.4.1 混合型四电平逆变器仿真结果 |
| 4.4.2 混合型四电平整流器仿真结果 |
| 4.4.3 对比与讨论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
（3）多端口级联多电平变换器及其在电机驱动中的应用研究（论文提纲范文）
| 论文创新点 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 多端口变换器应用现状 |
| 1.2.1 新能源发电直流升压汇集系统 |
| 1.2.2 分布式新能源发电及微电网系统 |
| 1.2.3 电力电子变压器及电能路由器 |
| 1.2.4 柔性多状态开关 |
| 1.2.5 多电机驱动 |
| 1.3 多电机应用工况及驱动方式分析 |
| 1.3.1 多电机应用工况及典型案例 |
| 1.3.2 多电机驱动方式研究现状 |
| 1.4 多电平变换器拓扑及再生能量利用研究现状 |
| 1.4.1 多电平变换器拓扑研究现状 |
| 1.4.2 H桥级联型多电平变换器再生能量利用方法研究 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 2 多端口变换器拓扑推演及运行模式探讨 |
| 2.1 多端口变换器拓扑结构分析 |
| 2.1.1 共交直流母线结构 |
| 2.1.2 基于桥式结构 |
| 2.1.3 基于磁耦合型及复合型 |
| 2.1.4 模块或器件复用结构 |
| 2.2 基于六边形结构的中高压大功率多端口变换器拓扑推演 |
| 2.2.1 非能馈型三端口级联多电平变换器拓扑及工作模式 |
| 2.2.2 混合能馈型三端口级联多电平变换器拓扑 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 非能馈型三端口级联多电平变换器拓扑建模及控制 |
| 3.1 非能馈型三端口级联多电平变换器能量流动机理分析 |
| 3.1.1 拓扑建模 |
| 3.1.2 六桥臂能量分配 |
| 3.1.3 ACE、BDF两组桥臂电源间功率分配 |
| 3.2 非能馈型三端口级联多电平变换器双电机驱动控制 |
| 3.2.1 H桥级联多电平变换器的调制方法 |
| 3.2.2 适用于级联多电平变换器的电机控制方法研究 |
| 3.2.3 控制系统设计 |
| 3.3 非能馈型三端口级联多电平变换器参数设计 |
| 3.3.1 异步电动机再生能量机理及定量分析 |
| 3.3.2 电容容量设计 |
| 3.4 非能馈型三端口级联多电平变换器系统仿真验证 |
| 3.4.1 高压仿真系统 |
| 3.4.2 低压仿真系统 |
| 3.5 非能馈型三端口级联多电平变换器系统对比 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 混合能馈型三端口级联多电平变换器拓扑建模及其环流控制 |
| 4.1 混合能馈型三端口级联多电平变换器桥臂功率平衡机理 |
| 4.1.1 六桥臂功率分析 |
| 4.1.2 变换器平衡条件分析 |
| 4.2 混合能馈型三端口级联多电平变换器环流产生机理分析 |
| 4.2.1 环流电路等效模型 |
| 4.2.2 环流定量分析 |
| 4.3 混合能馈型三端口级联多电平变换器控制策略 |
| 4.3.1 逆变侧控制策略 |
| 4.3.2 整流侧控制策略 |
| 4.4 混合能馈型三端口级联多电平变换器系统仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 实验设计与分析 |
| 5.1 实验平台简介 |
| 5.1.1 实验平台总体结构 |
| 5.1.2 主控制器 |
| 5.2 实验结果与分析 |
| 5.2.1 非能馈型三端口级联多电平变换器实验结果与分析 |
| 5.2.2 混合能馈型三端口级联多电平变换器实验结果与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 论文主要结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间发表的科研成果目录 |
| 致谢 |
（4）双PWM变频调速系统综合控制策略研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 双PWM变频控制技术研究现状 |
| 1.3 PWM整流器控制策略研究现状 |
| 1.3.1 PWM整流器控制策略研究现状 |
| 1.3.2 整流器虚拟磁链定向控制研究现状 |
| 1.4 电机调速系统控制策略研究现状 |
| 1.4.1 逆变侧控制策略研究现状 |
| 1.4.2 无速度传感器研究现状 |
| 1.5 双PWM变频器综合控制策略研究现状 |
| 1.5.1 双PWM变频器一体化协调控制策略研究现状 |
| 1.5.2 双PWM变频调速中的模型预测控制 |
| 1.6 本文研究的主要内容 |
| 1.7 论文结构 |
| 2 PWM整流侧虚拟磁链定向直接功率控制 |
| 2.1 PWM整流器拓扑结构分析及数学模型建立 |
| 2.1.1 三相静止坐标系中PWM整流器数学模型 |
| 2.1.2 两相静止坐标系中PWM整流器数学模型 |
| 2.1.3 两相旋转坐标系中PWM整流器的数学模型 |
| 2.2 基于正交反馈的虚拟磁链直接功率控制 |
| 2.2.1 VF-DPC控制原理 |
| 2.2.2 基于正交反馈的虚拟磁链自适应补偿控制 |
| 2.2.3 自适应补偿控制器仿真及比较分析 |
| 2.3 自适应滑模观测器下的虚拟磁链控制 |
| 2.3.1 滑模变结构控制原理 |
| 2.3.2 自适应滑模观测器设计 |
| 2.3.3 综合控制策略设计 |
| 2.4 实验分析 |
| 2.4.1 系统仿真研究与分析 |
| 2.4.2 实验验证 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 PWM逆变侧无速度传感器非线性控制 |
| 3.1 PMSM数学模型的建立 |
| 3.1.1 三相静止坐标系中PMSM数学模型 |
| 3.1.2 两相静止坐标系中PMSM数学模型 |
| 3.1.3 两相旋转坐标系中PMSM数学模型 |
| 3.2 自适应滑模观测下的无速度传感器控制研究 |
| 3.2.1 PMSM无速度传感器矢量控制研究分析 |
| 3.2.2 基于双曲正切函数的滑模观测器 |
| 3.2.3 自适应律设计及稳定性分析 |
| 3.2.4 定子在线辨识与滑模稳定性证明 |
| 3.2.5 自抗扰控制器设计 |
| 3.3 实验分析 |
| 3.3.1 系统仿真研究与分析 |
| 3.3.2 实验验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 双PWM变频调速系统一体化协调控制 |
| 4.1 双PWM变频器一体化协调控制策略 |
| 4.1.1 双PWM变频系统独立控制 |
| 4.1.2 双PWM一体化协调控制的主流策略 |
| 4.2 基于全响应功率补偿的PWM整流器协调控制 |
| 4.2.1 双PWM变频调速系统模型建立 |
| 4.2.2 全响应功率补偿的控制算法设计 |
| 4.2.3 系统仿真与实验研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 基于系统级功率平衡的双侧模型预测协调控制 |
| 5.1 模型预测控制在双PWM变频器中的应用 |
| 5.1.1 整流侧的MPC控制 |
| 5.1.2 逆变侧的MPC控制 |
| 5.1.3 系统仿真研究与分析 |
| 5.2 系统级功率平衡的MPC一体化协调控制 |
| 5.2.1 MPC预测补偿控制 |
| 5.2.2 离散滑模观测器下的MPC控制 |
| 5.2.3 外环预测优化控制 |
| 5.2.4 系统仿真分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 双PWM变频调速异步电机系统实验平台 |
| 6.1 控制平台介绍 |
| 6.1.1 变频系统主要技术参数 |
| 6.1.2 主要电气参数选型 |
| 6.2 硬件设计 |
| 6.2.1 主控板设计 |
| 6.2.2 采样及调理电路设计 |
| 6.2.3 保护电路设计 |
| 6.2.4 驱动电源与通讯硬件设计 |
| 6.3 软件设计 |
| 6.3.1 主函数循环流程 |
| 6.3.2 PWM中断服务流程 |
| 6.3.3 数字PI控制流程 |
| 6.3.4 模型预测模块流程 |
| 6.4 实验对比及结果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 论文工作与创新点 |
| 7.2 有待继续研究的内容 |
| 参考文献 |
| 附录A MPC算法M文件简化程序 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）20辊可逆冷轧机主传动控制系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 可逆冷轧机工艺简介 |
| 1.3 轧机主传动系统发展历程 |
| 1.4 交流变频调速技术研究现状 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 2 主传动电气控制方案的确定 |
| 2.1 主传动系统的基本组成 |
| 2.2 主传动变压器基本类型的确定 |
| 2.3 主传动交-直-交变频器的组成 |
| 2.4 主传动电动机基本类型的确定 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 主传动交-直-交变频器关键技术研究 |
| 3.1 功率元件 |
| 3.2 主动前端整流单元 |
| 3.2.1 AFE数学模型 |
| 3.2.2 控制策略 |
| 3.3 三电平中性点箝位逆变单元 |
| 3.3.1 NPC理论分析 |
| 3.3.2 控制策略 |
| 3.4 高性能控制系统 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 核心设备的选型与安装 |
| 4.1 核心设备的选型 |
| 4.1.1 主传动变压器参数计算及型号确定 |
| 4.1.2 主传动变频器型号选择 |
| 4.1.3 主传动电动机 |
| 4.2 硬件设备安装 |
| 4.2.1 环境条件 |
| 4.2.2 净空和安装尺寸 |
| 4.2.3 电气安装 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 系统调试与运行 |
| 5.1 系统调试 |
| 5.2 系统运行 |
| 5.3 保护和故障报警 |
| 5.4 维护和安全 |
| 5.5 系统运行效果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）MV7308中压交流变频传动装置在型材BD轧机上的应用（论文提纲范文）
| 1 MV7308 变频传动系统组成 |
| 2 BD轧机控制特点 |
| 3 性能测试及分析 |
| 3.1 转矩响应时间测试 |
| 3.1.1 技术要求 |
| 3.1.2 测试方式 |
| 3.1.3 测试结果分析 |
| 3.2 速度响应时间测试 |
| 3.2.1 技术要求 |
| 3.2.2 测试方式 |
| 3.2.3 测试结果分析 |
| 3.3 转矩控制精度测试 |
| 3.3.1 技术要求 |
| 3.3.2 测试方式 |
| 3.3.3 测试结果分析 |
| 3.4 转速控制精度测试 |
| 3.4.1 技术要求 |
| 3.4.2 测试方式 |
| 3.4.3 测试结果分析 |
| 3.5 系统功率因数测试 |
| 3.5.1 技术要求 |
| 3.5.2 测试方式 |
| 3.5.3 测试结果分析 |
| 3.6 测试结果统计 |
| 4 维护及故障案例分析 |
| 4.1 维护 |
| 4.2 故障案例分析 |
| 4.2.1 过电流跳闸故障 |
| 4.2.2 不能合闸故障 |
| 5 结束语 |
（7）四象限高压变频器在煤矿主通风机上的应用（论文提纲范文）
| 1 变频方案的选择 |
| 2 高压变频调速系统 |
| 2.1 变频器主要功能和技术特征 |
| 2.2 变频系统的控制方案 |
| 2.2.1 8种运行方式 |
| 2.2.2 切换控制方式 |
| 3 运行情况 |
| 4 结语 |
（8）大功率多相电机传动系统若干关键技术的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的背景和意义 |
| 1.1.1 全球及中国能源形势 |
| 1.1.2 节能和环保 |
| 1.2 电机系统的节能 |
| 1.3 大功率传动系统 |
| 1.3.1 系统组成 |
| 1.3.2 大功率多相传动系统 |
| 1.3.3 经典多电平变换器 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 2 多相电机的建模与分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多相电机的数学模型 |
| 2.2.1 多相电机相数的定义 |
| 2.2.2 多相电机的绕组布置 |
| 2.2.3 两种坐标系下的数学模型 |
| 2.2.3.1 相坐标系下的多相电机数学模型 |
| 2.2.3.2 多相电机矢量空间解耦变换 |
| 2.2.3.3 谐波基下多相电机的数学模型 |
| 2.3 六相电机的数学模型 |
| 2.3.1 六相电机的绕组布置 |
| 2.3.2 六相电机的数学模型及仿真 |
| 2.3.2.1 六相电机的数学模型 |
| 2.3.2.2 六相电机模型的仿真 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 六相电机PWM调制方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 六相电机的PWM调制方法 |
| 3.2.1 空间矢量PWM技术 |
| 3.2.2 六相电机并联传动的PWM调制方法 |
| 3.3 六相电机调制方法的实验平台设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 永磁电动机的起动方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于空间矢量参考电压的起动方法 |
| 4.2.1 永磁电动机的dq轴数学模型 |
| 4.2.2 基于参考电压的起动方法及仿真 |
| 4.3 基于永磁电动机静起动转矩的起动方法 |
| 4.3.1 永磁电动机的静起动转矩 |
| 4.3.2 转子位置未知时永磁电动机的起动分析 |
| 4.3.3 转子位置未知时永磁电动机的起动控制方法 |
| 4.3.4 电机起动的仿真和实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 电机转速与转子位置的综合测量方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 常用数字测速方法 |
| 5.2.1 数字测速的技术要求 |
| 5.2.2 M法测速 |
| 5.2.3 T法测速 |
| 5.2.4 M/T法测速 |
| 5.2.5 三种数字测速方法的评价 |
| 5.3 电机转速与转子位置的测量(综合M/T法) |
| 5.3.1 综合M/T法的测速原理 |
| 5.3.2 综合M/T法测速的技术指标 |
| 5.3.3 综合M/T法转子位置的测量 |
| 5.3.4 综合M/T法测速和转子位置的仿真 |
| 5.3.5 综合M/T法测量系统的硬件框图及其实现 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 本文工作的总结 |
| 6.2 今后工作的展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间发表和录用的论文 |
（10）基于矢量控制的五电平变频器的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 第1章 前言 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 高压大功率变频器的发展现状 |
| 1.2.1 多重化技术的应用 |
| 1.2.2 高耐压开关器件的应用 |
| 1.3 高压变频器的类型及其特点 |
| 1.3.1 电流源型变频器 |
| 1.3.2 三电平PWM电压源型变频器 |
| 1.4 系统仿真软件MATLAB |
| 1.5 本课题研究的主要内容 |
| 第2章 矢量控制原理 |
| 2.1 变频调速控制策略简述 |
| 2.1.1 速度开环恒压频比控制 |
| 2.1.2 转差频率控制 |
| 2.1.3 矢量控制 |
| 2.1.4 直接转矩控制 |
| 2.2 无速度传感器的矢量控制原理 |
| 2.2.1 异步电动机的数学模型 |
| 2.2.2 矢量控制参数算法 |
| 2.3 矢量控制的SIMULINK仿真实现 |
| 2.3.1 仿真模型的建立 |
| 2.3.2 仿真结果与分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 高压变频调速存在的问题 |
| 3.1 高压变频调速对电网的影响 |
| 3.1.1 高压变频器对电网的谐波污染 |
| 3.1.2 高压变频器的输入功率因数对电网的影响 |
| 3.2 高压变频调速对电动机的影响 |
| 3.2.1 输出谐波对电动机的影响 |
| 3.2.2 输出du／dt对电动机的影响 |
| 3.2.3 共模电压和轴电流对电动机的影响 |
| 3.2.4 电动机设计和输出电缆选择方面的特殊问题 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 高压变频器主电路拓扑结构的分析 |
| 4.1 典型大功率变频器的拓扑结构分析 |
| 4.1.1 串联两电平结构 |
| 4.1.2 三电平中点箝位结构 |
| 4.1.3 多电平基本拓扑结构 |
| 4.1.4 多电平组合拓扑结构 |
| 4.2 多电平变频器PWM控制策略 |
| 4.2.1 PWM技术的基本原理 |
| 4.2.2 双极性PWM控制方式 |
| 4.2.3 同步调制与异步调制 |
| 4.2.4 逆变器输出的其它控制方法 |
| 4.3 二极管箝位式五电平变频器SPWM控制的仿真分析 |
| 4.3.1 变频器的基本结构 |
| 4.3.2 主电路的工作原理 |
| 4.3.3 五电平逆变器基于载波的PWM控制方法 |
| 4.3.4 仿真结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
四、中压变频交流传动中主动整流前端(AFE)技术及其应用（论文参考文献）
- [1]异质功率器件混合型多电平变换器拓扑衍生与调制优化[D]. 张一凡. 浙江大学, 2021
- [2]AFE变频器抑制谐波与能量再生特性的应用研究[J]. 刘洪亮. 船电技术, 2020(03)
- [3]多端口级联多电平变换器及其在电机驱动中的应用研究[D]. 王盼. 武汉大学, 2018(12)
- [4]双PWM变频调速系统综合控制策略研究[D]. 肖雄. 北京科技大学, 2017(07)
- [5]20辊可逆冷轧机主传动控制系统的研究[D]. 张宁. 大连理工大学, 2016(03)
- [6]MV7308中压交流变频传动装置在型材BD轧机上的应用[J]. 赵有福. 装备制造技术, 2015(11)
- [7]四象限高压变频器在煤矿主通风机上的应用[J]. 于月森,陈嫄,卢振洲,陈伟,连红飞. 煤矿安全, 2013(10)
- [8]大功率多相电机传动系统若干关键技术的研究[D]. 程方斌. 浙江大学, 2013(10)
- [9]变频技术与自动化解决方案若干问题的探讨[J]. 马竹梧,孙智勇,李深,王春光. 电气应用, 2013(04)
- [10]基于矢量控制的五电平变频器的研究[D]. 张金兰. 山东大学, 2006(12)