電力電子系統(tǒng)集成——運(yùn)動控制模塊與系統(tǒng)集成.pdf

1、電力電子系統(tǒng)集成是一個以電力電子技術(shù)為基礎(chǔ)的新學(xué)科增長點(diǎn)，代表著本世紀(jì)電力電子技術(shù)發(fā)展的方向，具有促進(jìn)電力、能源、工業(yè)生產(chǎn)自動化產(chǎn)生革命性變革的良好前景。而運(yùn)動控制系統(tǒng)是電力電子技術(shù)在電氣傳動領(lǐng)域的具體應(yīng)用，它和其它的電力電子應(yīng)用系統(tǒng)相比，既有很多共同之處，又有獨(dú)特的地方。在這樣一個趨勢和機(jī)遇下，本文對電力電子系統(tǒng)級集成的分布式控制體系、通訊模型、軟件集成設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)行了研究，并將系統(tǒng)集成的概念擴(kuò)展到運(yùn)動控制領(lǐng)域，對基于運(yùn)動控制模塊和系統(tǒng)

2、集成概念的變頻器并聯(lián)運(yùn)行和多相電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究，得出了一些有意義的研究成果。 按照電力電子系統(tǒng)集成的要求，分析了其分布式分層控制體系，提出了基于OSI模型的通信模型，分析了通信模型和分布式控制體系之間的映射關(guān)系。通過對照通信模型，控制體系的各層之間保持相對獨(dú)立、概念清晰，有利于系統(tǒng)擴(kuò)展或升級。歸納總結(jié)了分布式控制體系的基本結(jié)構(gòu)形式，比較分析了它們的特點(diǎn)、存在的問題和使用目的。 結(jié)合分布式電力電子系統(tǒng)對軟件體系的

3、要求，研究指出數(shù)據(jù)流體系和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)流體系適合作為分布式電力電子軟件的軟件體系。總結(jié)歸納了數(shù)據(jù)流體系的DSP算法的編程規(guī)范。闡述了面向?qū)ο髷?shù)據(jù)流體系的理論、及其在分布式運(yùn)動控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，提出了面向?qū)ο髷?shù)據(jù)流體系的增量設(shè)計(jì)方法，以三相感應(yīng)電機(jī)的壓頻比控制為例來論述增量設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用和優(yōu)點(diǎn)。遵循共同的設(shè)計(jì)規(guī)范，采用面向?qū)ο髷?shù)據(jù)流體系的軟件設(shè)計(jì)方法來編寫控制軟件，對于電力電子系統(tǒng)的軟件集成設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。 提出了基于系

4、統(tǒng)集成概念的變頻器并聯(lián)運(yùn)行方案，初步探討了變頻器并聯(lián)運(yùn)行的相關(guān)問題。對三相不控整流標(biāo)準(zhǔn)模塊的并聯(lián)運(yùn)行進(jìn)行了研究，提出了均流方案對環(huán)流進(jìn)行抑制。對三相逆變標(biāo)準(zhǔn)模塊的并聯(lián)運(yùn)行進(jìn)行研究，分析了環(huán)流問題，提出了“同調(diào)制”的概念，指出只有當(dāng)各模塊的輸出電流達(dá)到了同頻率、同相位、同幅值、同調(diào)制的要求，逆變模塊并聯(lián)以后才沒有環(huán)流；分別討論了無功環(huán)流和有功環(huán)流的抑制方法，提出了自動主從同步方案，更好地處理并聯(lián)逆變模塊的同步運(yùn)行?；谙到y(tǒng)集成概念，通過多

5、個小功率變頻器分布式并聯(lián)運(yùn)行來構(gòu)建中大功率變頻器，很具有現(xiàn)實(shí)意義。 在電力電子系統(tǒng)集成概念的指導(dǎo)下，通過運(yùn)動控制模塊的系統(tǒng)集成來構(gòu)建六相異步電機(jī)的分布式變頻調(diào)速系統(tǒng)。分別討論了六相異步電機(jī)分布式SPWM變頻調(diào)速和分布式SVPWM變頻調(diào)速的實(shí)現(xiàn)，并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。擴(kuò)展開來，采用同樣的思路也可以實(shí)現(xiàn)其它多相（3的倍數(shù)相）電機(jī)的分布式SPWM和SVPWM控制。 通過對基于系統(tǒng)集成概念的變頻器并聯(lián)運(yùn)行和多相電機(jī)運(yùn)動控制系統(tǒng)的研究