電機驅動控制系統(tǒng)及其功率器件的工藝設計研究.pdf

1、電機驅動控制系統(tǒng)主要由電機本體、功率驅動電路、控制單元等組成。一套性能良好的驅動控制系統(tǒng),可以在某種程度上彌補電機性能的不足。為了提高步進電機驅動控制系統(tǒng)調速和定位精度、改善步進現(xiàn)象及解決雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的并網和低電壓穿越的等問題,本論文的研究內容主要圍繞步進電機控制技術、雙饋電機風力發(fā)電系統(tǒng)勵磁控制和低電壓穿越技術、驅動控制器中高壓功率器件工藝的理論分析和應用研究,取得了一些的研究成果。論文的創(chuàng)新之處在于:
　　 (1)、在步

2、進電機驅動控制系統(tǒng)中,研究了步進電機模糊遺傳自適應PID控制器,采用模糊自適應整定PID參數(shù)、遺傳算法整定PID初始參數(shù),從而使系統(tǒng)速度響應曲線具有較小的超調量,起動速度快,受負載擾動時,系統(tǒng)恢復穩(wěn)定時間短,抗負載突加能力強。提出了步進電機計算動詞PID控制器,仿真和實驗結果表明,系統(tǒng)具有動態(tài)響應快,系統(tǒng)運算時間短,控制過程較為簡單。提出了混合微步PWM驅動控制技術,解決步進電機運行過程中存在步進現(xiàn)象、步距角較大、在低速轉動時易產生振動

3、、轉速不夠平穩(wěn)及運行發(fā)生振蕩的問題。仿真結果表明,步進電機繞組電流正弦度好,轉子位置波形平滑,改善步進現(xiàn)象,從而抑制了步進電機的振蕩。
　　 (2)、建立了雙饋電機風力發(fā)電系統(tǒng)數(shù)學模型,研究了雙矢量PWM控制方法。分析網側變換器PWM控制方法和機側變換器定子磁場定向控制方法,實現(xiàn)系統(tǒng)并網過程幾乎沒有任何沖擊,進入穩(wěn)態(tài)過程較快,定子側電流、電壓穩(wěn)態(tài)時均為正弦波,雙饋發(fā)電機注入電網諧波電流基本為零。提出了基于定子繞組有源低電壓穿越保

4、護電路,該方法可以很好地限制轉子繞組的過電流情況,并提供了在電網電壓跌落期間保持正常的運行所需穩(wěn)定的直流母線電壓;同時雙饋電機向系統(tǒng)進行無功功率補償,直到電網電壓的恢復。
　　 (3)、研究了新型的SJ-IGBT器件結構的特點,把超結理論運用在高壓功率IGBT器件上,解決了器件耐壓與導通電阻之間“硅限”的問題,在相同的結構參數(shù),同樣的擊穿電壓情況下,SJ-IGBT的導通電阻比傳統(tǒng)的IGBT導通電阻大大減小。
　　 本文所