关键字 |
| 感应电动机、多层次逆变器、总谐波失真,PWM技术 |
介绍 |
| 大多数工业驱动使用交流感应电动机,因为这些汽车是崎岖的,可靠的,和相对的便宜。感应电动机主要用于恒速应用程序不可用的因为variablefrequency电源电压但许多应用程序需要变速操作。从历史上看,机械齿轮系统被用来获得变速。最近,电力电子和控制系统已经成熟,允许这些组件用于运动控制的机械齿轮。今天开车类型是电压源逆变器的感应电动机驱动器。还传统两级逆变器的电压波形美联储感应电动机不仅表明,通过电动机的电压包含所需的“基本”正弦分量,而且脉冲电压即“涟漪”电压。最近的进步电力电子发起改善逆变器的水平而不是增加过滤器的大小。传统逆变器的总谐波失真是非常高的。多电平逆变器的性能优于经典的逆变器。换句话说多电平逆变器的总谐波失真是低。 The total harmonic distortion is analyzed between multilevel inverter and other classical inverter. A nine level inverter consists of a series of H-bridge inverter units connected to three phase induction motor. The general function of this multilevel inverter |
| 电力电子器件的贡献与谐波的重要组成部分,如功率整流器可控硅转换器和静态无功补偿器。即使更新脉冲宽度调制(PWM)技术用于控制等现代静态转换器机驱动,功率因数补偿器,不产生完美的波形,这强烈依赖于半导体开关频率。 |
多层次逆变器 |
| 它可能更容易产生高功率,高压变频器的多层次结构,因为设备电压应力控制的方法。增加逆变器的电压水平的数量不需要更高的评级在个人设备上可以增加额定功率。多级电压源逆变器的独特结构使他们达到高电压和低谐波不使用变压器或系列连接同步开关设备。随着电压等级的数量增加,有更多的减少输出电压波形的谐波含量。多级逆变器提供了一个低输出电压总谐波失真(THD),效率高,功率因数。 |
| 美联储块多电平逆变器的示意图所示的三相感应电动机是微型计算机体积很小。 |
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| 完整的系统将包括两个部分;电源电路和控制电路。电源部分由一个电源整流,滤波电容器,二极管夹多电平逆变器和三个阶段。提出系统的控制电路由三个街区即单片机,opto-coupler和栅极驱动电路。基本上有三种多级逆变器,这些分类是在下一节中解释。 |
CLASIFICATION多层次逆变器 |
| 1。中性点夹逆变器(人大) |
| 中性点固定拓扑结构也被称为二极管固定拓扑。全国人大拓扑的主要优势是,它只需要一个直流源类似于两级逆变器,并提供更好的性能。用“n”的增长水平,不仅钳位二极管数量的增加,也确保直流环节的平衡的问题变得更加严重。 |
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| 2。飞行电容器拓扑(FC) |
| 它也被称为电容器夹拓扑。对于这个拓扑' n '可以采取任何整数价值类似于人大拓扑。使用电容器的电压钳位是通过浮动对地球的潜力。 |
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| 3所示。级联h桥拓扑(慢性乙肝) |
| 在这个拓扑H-bridges级联在每一个阶段。增加H -桥梁在一个阶段,往往是更多的正弦输出的电压波形。在n能级拓扑中,(n - 1) / 2相同的H -桥梁使用在每一个阶段。必须有一个单独的直流源的直流总线每个个体h桥。 |
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九级变换器和感应电动机模型 |
| 九级逆变器由一系列二极管夹逆变单元连接到三相感应电动机。多电平逆变器的通用功能是合成所需的从几个直流电压源。每个桥的交流终端电压串联连接。这个配置是用于恒定频率应用,如主动前端整流器、有源电力滤波器、无功补偿。 |
| 本文概述找到各种用于工业感应电动机驱动器的配置。各种控制策略用于提高传动效率和各种逆变器用来控制电动机的速度,减少转矩脉动,纹波电流,减少谐波。steady-Slate模型和等效电路在早期开发的选择是有用的学习机器的性能的稳定状态。动态模型考虑了瞬时电压/电流变化的影响。定子频率,转矩扰动。感应电动机的动态模型推导出利用两阶段电动机直接和正交轴。这种方法是可取的,因为概念简单获得的两套绕组。一个在定子和转子上的其他。三相和两相机之间的等价模型来源于简单的观察,这种方法适用于扩展模型n-phase机器通过一个两阶段的机器。的速度同步旋转坐标系模型:ωc =ωs =定子角频率供应/ rad /秒和瞬时角位置是¨,C =¨S =ωst并给出基本的感应电动机的电磁转矩为: |
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调制多电平逆变器的拓扑结构 |
| 主要是电力电子转换器操作在“转换模式”。这意味着开关变换器中总是在这两个州之一——关闭(没有电流),或打开(饱和,只有一个小电压降穿过开关)。控制流转换器的权力,这两个状态之间的切换备用(即开关)。发生这种情况足够迅速,电感和电容的输入和输出节点平均或过滤器切换信号转换器。切换组件是减毒和所需的直流或低频交流分量保留。这个过程称为脉冲宽度调制(PWM),因为所需的平均值由调制脉冲的宽度控制。实现最大可能的衰减开关组件,它通常是可取的开关频率fc高许多倍所需的基本交流分量的频率f1的输入或输出终端。 |
| 没有频率成分低于基本频率(通常称为分谐波)将存在。这非常重要,因为一个不受欢迎的谐波分量频率接近于零,即使小振幅,可以导致大电流流电感负载。除了这些基本要求,有许多不同的方式产生PWM开关的边缘。任何技术可能被放在以下三个类别之一: |
| 1)离线或预计算PWM技术,2)磁滞控制PWM, 3)基于载波PWM。 |
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仿真图和波形 |
| MATLAB是一种高性能的语言技术计算。它集成了计算、可视化和在一个易于使用的编程环境中,问题和解决方案在熟悉的数学符号表示。 |
仿真图: |
| 九级逆变器美联储感应电动机模型的模拟是利用仿真软件完成的。马达驱动电路模型开发和模拟整个电路模型图5所示。 |
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| 图7。显示了PWM电路生成控制信号的多电平逆变器开关。控制三相多电平逆变器的输出电压9水平;两艘航母在每次生成和比较一组三个正弦参考波形。一个载波高于零基准和一个载波参考以下。 |
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仿真结果: |
| 仿真结果的电压、电流、运动速度和电磁转矩。图7显示了sine-triangle路口的波形。两艘航母一起调制信号被用来获得多载波PWM控制。 |
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| 逆变器输出电压图7所示(一个)和输出电流图7所示(b)。这里的输出电压包含九级电压,因为九级多层次逆变器输出电流是连续的正弦波形。 |
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| FFT分析电动机驱动系统也做了如图9所示。 |
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| 看到的是多电平逆变器的谐波百分比美联储电机驱动系统是少比较经典的逆变器系统。 |
结论 |
| 九级逆变器的造型美联储感应电动机驱动完成,并使用仿真软件模拟。总谐波失真相比非常低的古典逆变器逆变器和五个级别。仿真结果表明,该谐波已大大减少。美联储9级逆变感应电动机系统已经成功地模拟和电压波形的结果,电流波形,电动机转速、电磁转矩和输出得到的频谱。逆变器系统可以用于行业调速驱动器是必需的。 |
引用 |
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