韓雨辰開題報告

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1、本科生畢業(yè)設計（論文）開題報告題目：交直交變頻技術(shù)原理及諧波分析姓名：韓用辰學號：201101020211指導教師：謝謝你班級：電氣112所在院系：電氣與信息工程學院畢業(yè)設計（論文）開題報告表課題名稱交直交變頻技術(shù)原理及諧波分析課題來源教師擬定課題類型理論研究類指導教師謝仕宏學生姓名韓方陣學號201101020211專業(yè)電氣工程及其自動化課題的意義以及國內(nèi)外發(fā)展狀況:1、課題的意義：近年來，伴隨著科學技術(shù)突飛猛進的發(fā)展，電氣工程與口動化技術(shù)止以令人矚目的速度改變著我國乃至全世界工業(yè)的整體面貌。其中，AC-DC-AC技術(shù)在整個電氣自

2、動化領(lǐng)域所占的地位更是無可比擬。如果說電力電了是一架正在急速行駛著的馬車，那么可以毫不夸張的說整流和逆變便是支撐起這架馬車的兩個輪了。整流電路是電力電了電路中出現(xiàn)最早的一種，其應用十分廣泛，例如直流電機，電鍍、電解電源，通信工程等。在已有的各種電源中，蓄電池、干電池、太陽能電池等都是直流電源，當用它們向交流負載供電時，就需要逆變電路。逆變電路經(jīng)常和變頻緊密聯(lián)系在一起。由于AC-DC-AC變頻電路的整流電路部分通常采用最簡單的二極管整流電路，因此交直交變頻電路的核心部分就是逆變電路。止因如此，發(fā)達國家常把交直交變頻器（VVVF）稱為

3、逆變器。而PWM控制技術(shù)在逆變電路中的應用最為廣泛，對逆變電路的影響也最為深刻。甚至可以說，電力電了技術(shù)早期曾屬于整流時代，而后期乃至現(xiàn)在屬于逆變器時代。盡管如此，交直交變頻技術(shù)發(fā)展至今□仍存在諸多問題，這里面以諧波污染和無功功率補償問題最為突出，因此采用MatlabI具箱對其輸入輸出諧波分析處理，使其與既定冃標盡可能相符，就顯得極為重要。2、國內(nèi)外發(fā)展狀況：20世紀70年代以來，隨著電力電子技術(shù)和控制理論的高速發(fā)展,交直交變頻技術(shù)技術(shù)取得了突破性的進展。尤其是Matlab的仿真集成環(huán)境Simulink的開發(fā)應用與推廣，不但節(jié)約了

4、研究成本，而且還可以用Simulink建立系統(tǒng)數(shù)學模型以及用示波器觀察仿真結(jié)果，并對系統(tǒng)線性化模型進行仿真，從而為對控制系統(tǒng)進行Matlab計算及仿真奠定基礎?？偟膩碚f，Matlab軟件的應用對電力電了技術(shù)，特別是對變頻技術(shù)中的諧波分析起到了推波助瀾、勢不可擋的作用。放眼當今世界，小到風機水泵、空調(diào)電梯，大到鐵路交通、航空航天，交直交變頻技術(shù)可謂無處不在、無所不用。正因為交直交變頻技術(shù)具有優(yōu)異的調(diào)速和啟制動性能，高效率、高功率因數(shù)和節(jié)能效杲,廣泛的適用范圍及其他許多優(yōu)點而被國內(nèi)外公認為最有發(fā)展而途的調(diào)速方式是當今節(jié)能、改善工藝流程

5、以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善壞境，推動技術(shù)進步的一種主要手段。早期通用變頻器大多數(shù)為開壞恒壓比的控制方式。其優(yōu)點是控制結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，缺點是系統(tǒng)性能不高，比較適合應用在風機、水泵場合。貝體來說，其控制曲線會隨著負載的變化而變化;轉(zhuǎn)矩響應慢，電機轉(zhuǎn)矩利用率不高,低速時因定子電阻和逆變器死區(qū)效應的存在而性能下降，穩(wěn)定性差等。對交宜交變頻器的研究可分為4個階段：第1階段：采用止弦脈寬調(diào)制（SPWM）的恒壓頻比控制。該方式控制電路結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，機械特性皺度也較好，能夠滿足一般傳動的平滑調(diào)速要求，已在各個領(lǐng)域的到了廣泛應用。這種控制在低頻

6、時，因輸出電壓較小，受定了壓降的影響比較顯著，故造成輸岀最大轉(zhuǎn)矩減小。但是其機械特性終究沒有直流電機硬，動態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意。而且其系統(tǒng)性能不高，控制曲線會隨負載變化而變化，轉(zhuǎn)矩響應慢，電動機轉(zhuǎn)矩利用率不高，低速時因電阻和逆變器死區(qū)效應的存在而卜?降，穩(wěn)定性會變差。第2階段：電壓空間矢量（磁通軌跡法）控制方式，又稱SVPWM控制方式。80年代初由口本學者提出。該方法以三相波形的整體生成效果為前提，以逼近電機氣隙的理想圓形旋轉(zhuǎn)磁場軌跡為目的，一次生成二相調(diào)制波形。典型機種如1989年前后進入中國市場的FUJI（富

7、士）FRN5000G5/P5、SANKEN（三墾）MF系列等。然而，在上述方法小，由于未引入轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)，系統(tǒng)性能沒有得到根本性的改善。第3階段：矢量控制（磁場定向法），也稱VC控制方式。矢量控制變頻調(diào)速的做法是將異步電動機在三相坐標系下的定子電流la、lb、Ic通過3-2變換，等效成兩項靜止坐標系下的兩項交流電流，在通過按轉(zhuǎn)子磁場定向旋轉(zhuǎn)變換，等效成同步旋轉(zhuǎn)下的直流電流1叭It（Im相當于直流電機的勵磁電流；It相當于與轉(zhuǎn)矩成止比的電樞電流），然后模仿直流電動機的控制方法，求得直流電動機的控制量，經(jīng)過相應的坐標反變換，實現(xiàn)對異步電

8、動機的控制。但是，由于轉(zhuǎn)子磁鏈難以準確觀測，以及矢量變換的復雜性，使得實際控制效果往往難以達到理論分析的效果。此外，它必須直接或間接地得到轉(zhuǎn)了磁鏈在空間上的位置才能實現(xiàn)定子電流解耦控制，在這種矢量控制系統(tǒng)小需耍配留轉(zhuǎn)子位置或速度傳感器,這給許多應用