兩電平牽引逆變器多械SVPWM算法.pdf

1、在我國(guó)高速動(dòng)車組關(guān)鍵技術(shù)國(guó)產(chǎn)化、自主化研究和生產(chǎn)制造的過(guò)程中，電力牽引傳動(dòng)系統(tǒng)作為高速列車的動(dòng)力源泉，其控制技術(shù)（尤其是電機(jī)側(cè)控制技術(shù)）是高速列車關(guān)鍵技術(shù)自主化和國(guó)產(chǎn)化的核心內(nèi)容之一。高性能的交流傳動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)控制技術(shù)應(yīng)滿足電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速跟隨指令信號(hào)穩(wěn)快準(zhǔn)，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小，電機(jī)整體振動(dòng)小、噪聲低，電機(jī)本體發(fā)熱小，牽引逆變器效率高、開關(guān)器件損耗低等要求。因此，研究并改善電機(jī)在全速域內(nèi)的輸出轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速特性、電機(jī)定子電流諧波特性、逆變器

2、調(diào)制算法切換特性，具有重要的理論和工程應(yīng)用意義。本文的具體工作內(nèi)容如下:
　　首先簡(jiǎn)要介紹了三相兩電平逆變器及三相異步電機(jī)的基本數(shù)學(xué)模型;分析逆變器開關(guān)狀態(tài)與空間電壓矢量的數(shù)學(xué)關(guān)系、以及逆變器異步調(diào)制算法基本理論;闡述了電機(jī)間接轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向矢量控制的原理及實(shí)現(xiàn)方案。
　　其次，針對(duì)電機(jī)運(yùn)行在中高速區(qū)內(nèi)逆變器的分段同步調(diào)制算法進(jìn)行理論分析，借鑒逆變器異步空間矢量調(diào)制(SVPWM)算法的矢量合成概念，闡述了分段同步調(diào)制算法的基本

3、原理。在此基礎(chǔ)上，分析電壓矢量對(duì)電機(jī)定子磁鏈軌跡的影響，并結(jié)合已有的定子磁鏈軌跡設(shè)計(jì)方案提出了五種電壓矢量作用順序的方案，并設(shè)計(jì)了其對(duì)應(yīng)電機(jī)定子磁鏈軌跡。
　　再次，針對(duì)上述五種電壓矢量作用順序及其對(duì)應(yīng)的定子磁鏈軌跡，結(jié)合矢量合成的伏秒平衡原理，分別分析各基本矢量作用時(shí)間和矢量順序與電機(jī)定子磁鏈幅值、電機(jī)轉(zhuǎn)矩穩(wěn)態(tài)值的數(shù)學(xué)關(guān)系;以多模式分段同步調(diào)制切換前后電機(jī)定子磁鏈幅值及轉(zhuǎn)矩穩(wěn)態(tài)值維持不變?yōu)槟繕?biāo)，設(shè)計(jì)了非零電壓矢量時(shí)間分配方案。為

4、進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)非零電壓矢量作用時(shí)間分配的優(yōu)化，以電機(jī)定子電流諧波含量為優(yōu)化目標(biāo)，定性分析了三種多邊形定子磁鏈軌跡對(duì)應(yīng)的電機(jī)定子電流諧波含量與定子磁鏈軌跡、電壓矢量時(shí)間分配的數(shù)學(xué)關(guān)系，給出了最小電機(jī)定子電流諧波含量下非零電壓矢量時(shí)間分配方案與定子磁鏈軌跡優(yōu)化設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，為討論零電壓矢量對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的影響，以電機(jī)最小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)為優(yōu)化目標(biāo)，定量分析了零矢量與電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的數(shù)學(xué)關(guān)系。最終，以最小定子電流諧波含量與轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)為研究目標(biāo)，提出了一套基于