基于三电平变频器的异步机调速系统仿真开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

能源短缺和环境污染是人类当前共同面临的世纪性难题。我国近期的能源政策是注重能源的节约和合理利用。节能是我国经济和发展的一项长远战略方针,也是当前一项极为紧迫的任务。电动机是电能消耗的最大户,也是节电潜力最大的用户。随着我国电力工业市场化机制的逐步建立,发电企业为提高生产效率和市场竞争力而采取的一个重要措施是用高效的中高压变频调速装置来改造传统低效率的恒速动力系统从而降低厂用电率。而多电平逆变器是近年来电力电子领域中中高压大功率应用场合研究的一个热点,这种逆变器用小容量的器件输出高容量、高质量的电能，因此在中高压变频调速、交流柔性输电系统等场合得到广泛的关注。另外,从结构成本上来看,直流调速系统结构复杂,造价高,维修不便且投入大,相对来说结构简单、造价低廉,可靠性高的交流调速系统更能提高经济效益。

变频技术是电力电子技术应用的一个重要领域。我国各类电动机的装机容量在4亿kw以上,而中高压电动机的总装机容量在1.5亿kw以上,每年消耗的电能约占全国用电量的30％,其中一半以上是拖动风机、泵类的电动机,装机容量在0.8亿kw。而这类电动机往往能耗大、效率低,多数运行在低负荷区,加上部分风机、泵需要调节流量,通常采用风门、挡板或机械制控制阀门进行调节,使得效率降得更低。若以变频调速传动代替原有的恒速驱动,通过改变转速来调节流量和压力,平均可节电30％左右,节能效益显著,此外,变频装置在减小电动机的启动冲击以及对电网的冲击、降低电动机和设备故障率、提高控制精度和自动化程度方面,也都有着非常重大的现实和战略意义。

目前中高压变频领域不像低压变频那样,拥有较为成熟和一致的技术,而是

各厂商根据目前现有的不同的电压耐量的不同的功率器件,针对中高压应用条件的要求,采用不同的主电路拓扑结构,都研制出了各自的变频器产品。虽然在性能指标上各有差异,但都较为成功地解决了中高压大容量的问题。其中国际上比较知名的变频器产品主要有1.美国洛宾康(robincon)公司生产的完美无谐波变频器,美国洛克威尔公司生产的a-b(allen．bradley) 品牌bulletin 1557和power flex 7000系列变频器,德国西门子公司生产的 simovert mv中压变频器；瑞典abb公司生产的acsl000系列变频器,意大利 ansaldo公司生产的silcovert-th变频器以及日本三菱、富士公司生产的完美无谐波变频器等。

2. 研究的基本内容与方案

（1）基本内容及目的

本设计是基于三电平变频器的异步电动机变频调速系统,在研究三电平变频器主电路拓扑基础上,确定主电路形式,完成三电平变频器电压空间矢量调制技术svpwm算法研究,采用矢量控制技术或直接转矩控制技术,在建立异步机数学模型基础上,利用matlab建立完成异步电动机三电平svpwm控制系统建模,完成仿真与分析。

（2）拟采用的技术方案及措施

3. 研究计划与安排

第1周：查资料

第2周：完成英文文献翻译

第3周：撰写开题报告初稿

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 胡静. 电气时代, 2002, 12, 46-47.

[2] 钱照明, 张军明, 吕征宇. 电工技术学报, 2004. 19. 10-22.

[3] 徐甫荣. 电气传动自动化, 2003, 25（4）, 5-12.