起重机用四象限变频驱动控制系统的研究与设计

发布时间：2017-04-25 02:25

  本文关键词：起重机用四象限变频驱动控制系统的研究与设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：经济建设的快速发展中,起重机械设备具有举足轻重的地位,在物料搬运与输送和工业安装中扮演了不可或缺的角色。本文研究了起重机用四象限变频驱动系统。通用型变频器,由于其整流环节不可控,存在网侧功率因数低、电流谐波大缺点。双PWM变频调速系统,在通用变频器的基础上,引进可控PWM整流器来取代不可控整流,能主动地消除变频装置对电网的谐波污染,提高系统的功率因数,并且能实现能量的双向流动,尤其适用于起重机应用场合。双PWM变频调速系统在电路结构和功能上可分为两部分：PWM整流器和PWM逆变器。本文针对电网侧的PWM整流器在dq坐标系下设计了电压外环、电流内环的直接电流控制方案；针对电机侧PWM逆变器设计直接转矩控制控制方案。在理论分析的基础上,在Matlab/simulink环境下建立了基于电网侧PWM整流和电机侧直接转矩控制的起重机用四象限变频调速系统仿真模型,分别对起重机处于电动状态和发电状态进行了仿真研究,仿真结果表明本文设计的四象限变频驱动控制系统的可行性。最后,本文设计了起重机用四象限变频驱动控制系统的硬件和软件,具体包括主电路部分、电网侧的电压、电流采样,直流母线电压采样和电机侧的电流采样和光电编码器接口电路。软件设计部分主要给出了主程序、电网侧PWM整流、电机侧直接转矩控制的流程图以及SVPWM的具体实现方法。
【关键词】：PWM整流 直接转矩控制 起重机 四象限变频器
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH21
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 课题研究的背景与意义9
• 1.2 起重机能量回馈系统的国内外发展现状9-11
• 1.3 课题的主要研究内容11-13
• 第2章 起重机的变频驱动与PWM整流技术13-21
• 2.1 起重机的变频驱动技术13-15
• 2.1.1 起重机的负载特点13
• 2.1.2 起重机的变频调速系统13-15
• 2.2 电压型PWM整流器(VSR)基本工作原理15-20
• 2.3 本章小结20-21
• 第3章 网侧PWM整流和机侧直接转矩控制系统的设计21-33
• 3.1 电网侧PWM整流系统设计21-29
• 3.1.1 三相VSR主电路参数设计22-27
• 3.1.2 锁相环(PLL)设计27
• 3.1.3 电压环PI和电流环PI控制器27-28
• 3.1.4 空间电压矢量(SVPWM)28-29
• 3.2 电机侧直接转矩控制系统的设计29-32
• 3.2.1 磁链和转矩滞环比较器和开关电压矢量表30-31
• 3.2.2 定子磁链和电磁转矩估计31-32
• 3.2.3 弱磁控制和速度控制器32
• 3.2.4 启动问题32
• 3.3 本章小结32-33
• 第4章 起重机用四象限变频驱动系统的仿真研究33-51
• 4.1 起重机用四象限变频驱动系统的Simulink建模34-41
• 4.1.1 电网侧PWM整流仿真模块的建立34-39
• 4.1.2 电机侧直接转矩控制仿真模块的建立39-41
• 4.2 仿真结果及其分析41-50
• 4.2.1 起重机电动状态下的仿真结果41-47
• 4.2.2 起重机发电状态下的仿真结果47-50
• 4.3 本章小结50-51
• 第5章 起重机用四象限变频器的软硬件设计51-59
• 5.1 硬件结构51-55
• 5.1.1 主电路部分52-53
• 5.1.2 控制电路部分53-55
• 5.2 软件设计55-58
• 5.3 本章小结58-59
• 第6章 结论59-61
• 参考文献61-63
• 致谢63

【共引文献】

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1 唐文浩;王敏化;;变频器与螺杆式空压机节能研究[J];变频器世界;2015年12期

2 李青 ,胡竹玲;火力发电厂高压变频调速系统的选择[J];华北电力技术;2002年05期

3 王晶晶;侯小龙;丁艳红;王清;张楠;;燃气轮发电机静态变频系统启动特性的探讨[J];华北电力技术;2010年01期

4 李遵基,胡开新,刘军祥,黎挺;火电厂燃料重调机变频控制[J];华北电力大学学报;2000年04期

5 周令琛;一种电流源和电压源组合的电力逆变器[J];华北电力大学学报;2004年03期

6 刘坚;;直流系统新技术在水电厂中的应用[J];水电与新能源;2011年05期

7 刘子胥,张怀勇,刘向昕,谷志锋;一种新型的双桥串联顺序控制方法[J];河北工业大学学报;2005年02期

8 张长勇;孙毅刚;李志刚;;基于DSP+CPLD的多路PWM发生器的设计[J];河北工业大学学报;2009年01期

9 郭建坡,傅仲文,贾克,白浩;瞬时无功功率理论在谐波电流检测中的应用[J];河北理工学院学报;2004年01期

10 翟学广;;变频调速技术在卡轨车中的应用[J];河北煤炭;2007年05期

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1 王立飞;基于ARM的三相交流异步电动机调速系统研究[D];华中农业大学;2010年

2 高圆圆;基于FPGA的跑步机变频调速系统的设计研究[D];山东科技大学;2010年

3 孔祥伟;城市二次供水智能控制系统的研究与开发[D];郑州大学;2010年

4 史大伟;宽频调速系统设计及精度分析[D];哈尔滨工程大学;2010年

5 李志武;异步电机矢量控制系统研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年

6 韩美佳;基于TMS320F2808的异步电动机矢量控制系统[D];大连理工大学;2010年

7 张丰敏;矿井局部扇风机智能控制系统的研究[D];辽宁工程技术大学;2010年

8 杨旭;基于模糊控制的变频变压供水系统的研究与应用[D];辽宁工程技术大学;2009年

9 赵亮;基于模糊自适应PID控制的矿用电机车直接转矩控制系统研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

10 吴婷;基于MRAS的模糊自适应异步电机矢量控制的研究[D];湘潭大学;2010年

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本文编号：325449