【摘 要】
：
感应电机在工业生产及交流传动领域中有着广泛的应用,随着工作环境的逐渐苛刻和电机运行工况的逐渐复杂,碳化硅（Silicon Carbide,SiC）器件凭借其高频、高压、高温等优势逐渐取代传统硅基绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）成为逆变器的开关器件。为了防止逆变器桥臂直通,需要在开关管控制信号中加入死区时间,这会对电机控制产生不利影响
【基金项目】
：
国家自然科学基金资助项目（52177194）； 陕西省杰出青年基金资助项目（2020JC-40）；
论文部分内容阅读
感应电机在工业生产及交流传动领域中有着广泛的应用,随着工作环境的逐渐苛刻和电机运行工况的逐渐复杂,碳化硅（Silicon Carbide,SiC）器件凭借其高频、高压、高温等优势逐渐取代传统硅基绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT）成为逆变器的开关器件。为了防止逆变器桥臂直通,需要在开关管控制信号中加入死区时间,这会对电机控制产生不利影响。因此,本文研究了一种基于碳化硅开关管的感应电机死区性能优化方法,主要研究内容及成果如下:1、本文首先介绍了感应电机数学模型及矢量控制技术基本原理,分析了桥式电路死区效应产生机理,并研究了死区效应造成的不利影响,为后续实现基于碳化硅开关管的死区性能提升奠定了理论基础。2、阐述了传统死区脉冲补偿法的原理,研究了一种直接操作寄存器的死区脉冲直接补偿法,通过对微处理器中比较寄存器或周期寄存器进行操作,能够便捷的实现死区补偿,避免了繁琐的程序执行逻辑。采用坐标变换电流极性检测方法,将三相定子电流变换到dq坐标系下进行低通滤波处理,能够消除电流过零点的模糊性,消除多个过零点,从而更好的实现死区脉冲补偿。3、分析了零电流钳位现象的原理,为了降低零电流钳位现象对电机控制的影响,提出了基于碳化硅MOSFET的死区自适应直接补偿方法。在LTspice仿真软件中对碳化硅开关管进行了双脉冲测试,详细分析了碳化硅MOSFET的开通关断过程,依据碳化硅器件关断时间与负载电流关系研究了一种基于碳化硅MOSFET的死区自适应控制,能够依据负载电流大小动态改变死区时间,降低零电流钳位现象。4、简要介绍了本文所提出的基于碳化硅MOSFET的死区自适应直接补偿系统的硬件结构和主要电路原理图。运用Matlab/Simulink仿真软件和以DSP TMS320F28335为控制芯片的感应电机控制系统实验平台,对所研究的基于碳化硅MOSFET的感应电机死区自适应直接补偿方法分别进行了仿真和实验研究。实验结果表明,该方法能够在不同运行工况下降低感应电机三相定子电流五七次谐波20%到80%,有效提高电流过零点附近的正弦度,提升电流过零点时的死区性能。
其他文献
中国淡水资源匮乏,且水资源分布不均匀。同时科学技术的迅速发展也给环境带来了巨大的压力,造成的水污染成为中国面临的重要问题,水污染治理是一项艰巨的任务,水质监测是预防水污染的重要手段之一,水质监测对于保护和利用水资源具有重要意义。传统的水质监测周期长且耗费大量的人力物力,大多数通信方式为有线通信,无法实现数据无线传输。针对当前水质监测系统监测数据单一、有线通信方式、监测周期长等问题,本文根据对现有无
太阳模拟器是模拟不同大气质量条件下太阳光辐照特征的大型测试设备,在航空航天、太阳电池测试、农业科技、气象科学、生物化学等领域都具有广泛应用。对于光伏行业而言,应用稳态太阳模拟器进行产线上太阳电池的标定与测试,其性能直接影响太阳电池测试结果的准确性。本文对以LED为光源的高性能稳态太阳模拟器进行了开发研究,通过对LED光源的光谱拟合仿真与分析,恒流控制系统与恒光控制系统的设计,实现了稳态LED太阳模
压控振荡器（Voltage Controlled Oscillator,VCO）在通信、电子等领域都有广泛的应用,影响其性能和面积的主要因素为LC谐振腔中的电感和变容管。传统电感和变容管不但占有较大的面积,而且性能较差,制约了压控振荡器的发展。在三维集成电路中,硅通孔（Through Silicon Via,TSV）技术具有微型化、集成度高和低功耗等特点,可使得无源器件的性能和集成度得到提升。因此
集成门极换流晶闸管（Integrated Gate Commutated Thyristor,IGCT）是一种将门极换流晶闸管（GCT）及其驱动电路通过印制电路板（PCB）集成在一起而形成的新型电力电子器件。具有晶体管的可靠关断性能和晶闸管导通压降低的特点,在高电压和大电流的变流领域具有广阔的应用。由于IGCT采用了“硬驱动”电路,而PCB作为GCT与驱动器连接的载体,其布局会对IGCT硬驱动的效
基于频响法的变压器离线绕组故障检测技术可以有效检测出变压器的绕组故障,但该方法的实施必需停运变压器,不利于变压器的长期安全有效运行,所以研究在线检测技术势在必行。而在线检测技术面临的首要问题就是确保扫频激励信号不受运行中变压器产生的强电磁的干扰,且不影响变压器的正常运行。为了解决上述问题,本文研究了基于电容耦合原理的非侵入式传感器扫频信号注入装置,并尝试使用该传感器将信号注入正在运行中的变压器。首
铁路运输是现代社会交通出行和货物运输的主要方式之一,钢轨作为铁路运输系统的基石,其决定了列车能否安全平稳的运行。由于多变的气候环境会加速钢轨的腐蚀老化,当列车经过时挤压钢轨则极易产生形变诱发钢轨断裂,从而影响行车安全。因此,对钢轨状态进行实时监测和断轨定位具有重要的现实意义。本文在课题组前期研究基础上,设计了一种具有定位功能的超声导波断轨监测系统。相比此前超声断轨监测系统,本系统实现了除断轨实时监
集成门极换流晶闸管（IGCT）具有导通损耗低、阻断电压高、成本低和可靠性高等优点,已经在模块化多电平变流器、电能传输和风力发电等高电压和大电流场合应用。为了提升其关断能力,需要对其关断回路的杂散阻抗进行严格控制。本文以4500V/6000A IGCT驱动器为研究对象,通过GaN-FFT多管并联、陶瓷电容与电解电容组合及PCB布局优化,将关断回路的杂散阻抗限制在极低水平,完成了以Si-MOSFET和
随着集成门极换流晶闸管（IGCT）在大功率领域范围内的推广,高精度的电路仿真研究已成为人们关注的热点。本文以ABB公司4.5kV/6.5kA的非对称IGCT（型号5SHY 65L4521）为例,研究了 IGCT的M-2T-3R-C硬驱动电路模型,以表征在不同温度下IGCT器件的硬驱动特性。利用Sentaurus-TCAD软件建立相应的器件结构模型并进行数值仿真,提取在不同温度下硬驱动电路的模型参数
椭圆曲线密码体制相比于传统的公钥密码体制具有存储空间小,安全性高特点,被广泛应用于身份认证和快速加密系统中。点乘运算作为椭圆曲线加密系统的核心运算,其运算效率一直是当前研究的重点。本文基于企业委托项目,对椭圆曲线加密系统中的点乘运算模块进行硬件设计和物理实现,并在物理实现的过程中进行低功耗时钟树设计。论文首先在分析适合硬件实现的点乘算法基础上,采用L＆D投影坐标下的Montgomery算法作为顶层
随着半导体技术的飞速发展,半导体器件的特征尺寸已缩小至纳米量级,随之而来的寄生效应、互连延迟越发凸显,限制了传统集成电路的发展。三维集成电路（Three Dimensional Integrated Circuit,3D IC）是一种有效的解决方案,它利用硅通孔（Through-Siliconvia,TSV）技术实现芯片间的垂直互连,有效地缩短了互连线长,显著地提升了芯片性能,同时减小了面积。此外