模擬電機特性的電力電子負載研究.pdf

1、電機是最主要的一種電氣負載,消耗了全世界絕大部分電能,為了提高電機的技術(shù)性能和經(jīng)濟效益,各種電機啟動制動設備、電機驅(qū)動控制器廣泛應用于生產(chǎn)生活的各個領域。傳統(tǒng)上,研制和考核電機供電電源多采用“電機控制器+被控電機+模擬機械負載”的方案,該方案存在著系統(tǒng)復雜、能耗大、參數(shù)調(diào)節(jié)不靈活等缺點。本文針對電機供電電源測試時的上述缺點,設計了利用電力變換器實時模擬電機端口特性的新型電力電子負載,即電機模擬器。
　　本文詳細分析了電機模擬器的系

2、統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理,電機模擬器由采樣單元、實時電機仿真器和功率變換器構(gòu)成。采樣單元檢測端口輸入電壓,電機仿真器計算電機的實時狀態(tài)量,功率變換器控制端口電流實時跟蹤指令電流。
　　本文從電機模擬的角度,推導了在多種坐標系下的三相異步電機動態(tài)數(shù)學模型,并建立了三相鼠籠型感應電機的多組狀態(tài)方程,為電機模型的數(shù)值求解奠定理論基礎;分析了各種常用數(shù)值積分法在求解電機模型時的實現(xiàn)方法,對比了各方法在不同步長下的計算準確度和運算量,從而選擇一步A

3、dams法,該方法計算準確而且計算量小,為電機模型的實時計算提供技術(shù)方案。
　　提出利用背靠背型PWM整流器構(gòu)造電機模擬器的功率變換電路,即模擬變換器和并網(wǎng)變換器。模擬變換器是根據(jù)電機仿真器的運算結(jié)果實時模擬電機的電氣端口特性;并網(wǎng)變換器是將模擬側(cè)所吸收的電能回饋電網(wǎng),以維持直流電壓穩(wěn)定。在分析電機各運行工況下電流特性的基礎上,決定模擬變換器采用αβ坐標系下的單電流環(huán)控制方案,并網(wǎng)變換器采用dq坐標系下的電壓環(huán)帶死區(qū)PI、電流環(huán)瞬