SVPWM在内馈斩波串调系统中的应用研究.pdfVIP

研 究与应用 化工自动化及仪表，2010，37(7)：72～75 ControlandInstrumentsinChemicalIndustry SVPWM 在 内馈斩波串调系统中的应用研究 姚 锐 ，李 珂 ，王兵树 (1．华北 电力大学 自动化系，河北 保定 071003；2．西安供 电局，西安 710000 3．保定华仿电控有限公司，河北 保定071000) 摘要： 将具有谐波小、直流电压利用率高、算法简单、规律性强、易于数字化实现特点的电压空间矢量脉宽 调制(SVPWM)技术应用到高效节能的内馈斩波 串级调速系统中。首先从三相电压型有源逆变器和SVPWM控 制技术的基本原理出发，建立基于 SVPWM技术的有源逆变控制结构图，利用 SIMULINK动态仿真工具实现 了 SVPWM控制算法在有源逆变的动态仿真。在此基础上搭建硬件实验平台，通过实验的手段证明了将 SVPWM技 术应用到 内馈 串级调速系统中的可行性。 关键词： 电压空间矢量脉宽调制；有源逆变；斩波串级调速；动态仿真 中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1000．3932(2010)07-0072-04 1 引 言 一 的时间里，斩波开关断开。则斩波器前后两端 电气传动在 日常生活、工业生产中占有很大的 电压匹配关系为： 比重 ，特别是风机和泵类，这些负载的消耗 占能源消 Uo：(1一D)Uc (1) 耗很大的比重，如果能够对这些负载进行节能控制， 式中：D—— 斩波器 占空比，0D1，D=r／T。 带来的效益是非常可观的。这些系统在设计的时候 由式 (1)可知，改变 占空比D的大小，就可调节 都留有很大的裕量，在最大负荷的情况下工作的时 转子整流电压 的大小。又因为整流桥的输出电压 间非常少，过去控制都是通过风门、闸阀等方法控 为 ： 制，这样的控制方法不仅对设备和设施造成损坏而 U =2．34sE。 (2) 且浪费了很多的能量，利用先进的电气控制方法对 式中： 。—— 内馈 电机转子开路 电压；s—— 内馈 这些设备进行节能，不仅节约了能源而且能够更有 电机转差率。 效地控制系统。 逆变器的输出电压为： 内反馈串级调速系统在传统串级调速系统的基 Ul：2．34Us2COS口… (3) 础上，在直流回路部分增加斩波器，这种拓扑结构是 通过改变斩波器的占空比来调节电机转速的，而不 式中：Un—— 反馈交流电压。 是通过改变晶闸管逆变器移相角来改变电机转速。 此时逆变器的触发角固定为允许的最小逆变角，这 就导致了无功功率依然存在，功率因数不是很理想 ， 同时由于品闸管本身的特性 ，存在发生逆变颠覆故 障的可能…。为了解决这个问题，从结构人手，引入 PWM逆变技术，把原有串级调速系统的晶闸管逆变 结构改为 IGBT有源逆变，通过 SVPWM控制策略控 图1 斩波内反馈 串级调速系统主回路 制 IGBT逆变器。仿真结果表明，可以有效地减少 谐波，提高整个系统的功率因数。 经斩波器输至整流桥的电压与整流桥输出电压