電機驅(qū)動系統(tǒng)的APFC和能量回饋控制策略研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，加之工業(yè)4.0概念日益興起，逐漸引領(lǐng)當(dāng)今工業(yè)發(fā)展新趨勢的背景下，能源問題受到越來越多的關(guān)注。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)，在工業(yè)生產(chǎn)中，電動機帶負(fù)載所需要的能量占總耗電量的比重在70％以上。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的不斷發(fā)展，為工業(yè)的節(jié)能減排帶來了希望。由于在電機調(diào)速系統(tǒng)中頻繁的制動、正反轉(zhuǎn)和快速起動（例如，提升機、快速電梯、汽車、空調(diào)等設(shè)備），傳統(tǒng)的通用變頻器不能回饋能量，直流母線產(chǎn)生泵升電壓。傳統(tǒng)解決上述問題的方法是將制動電阻并聯(lián)在

2、直流母線側(cè)，來消耗制動時產(chǎn)生的能量，上述的解決方案會產(chǎn)生電阻發(fā)熱和浪費能量等問題。所以功率因數(shù)校正和能量回饋技術(shù)就具有了非?，F(xiàn)實的意義。
　　針對有源功率因數(shù)校正（APFC）和能量回饋的控制策略進(jìn)行了一系列的分析和研究。改進(jìn)電機驅(qū)動系統(tǒng)中的變頻器前端整流電路的結(jié)構(gòu)，保證系統(tǒng)高功率因數(shù)運行，并使其具備能量雙向流動的功能。研究直接電流控制的雙閉環(huán)PI控制策略，建立數(shù)學(xué)模型，設(shè)計主電路的參數(shù)，設(shè)計鎖相環(huán)和運用空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM

3、)算法，在MATLAB中搭建了控制電路的仿真模型，實現(xiàn)了直接電流控制的雙閉環(huán)控制。
　　針對直接電流控制雙閉環(huán)PI控制存在的問題，對直接電流控制雙閉環(huán)策略進(jìn)行了改進(jìn)。為了改善電壓環(huán)，提出了將電壓的平方差作為電壓環(huán)輸入的方法，實現(xiàn)對直流母線電壓的無差控制；為了解決電網(wǎng)不平衡時不能實現(xiàn)準(zhǔn)確鎖相的問題，對傳統(tǒng)的鎖相環(huán)進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計了T/4延時鎖相環(huán)，實現(xiàn)了準(zhǔn)確鎖相。
　　針對電機驅(qū)動系統(tǒng)具有復(fù)雜非線性的特點，提出了非線性控制技術(shù)