【摘 要】
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Buck-Boost矩阵变换器(Buck-Boost matrix converter,BBMC)是一种“绿色”变频器,具有简单的拓扑结构和一系列理想电气特性,适用于异步电机的变频调速系统中。论文针对Buck-Boost矩阵变换器应用于异步电机调速系统的相关控制策略、控制参数与主电路参数优化等应用基础问题展开研究,主要研究内容包括:1、简述了异步电机调速系统中电力变换器的发展概况,阐述了基于BBM
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Buck-Boost矩阵变换器(Buck-Boost matrix converter,BBMC)是一种“绿色”变频器,具有简单的拓扑结构和一系列理想电气特性,适用于异步电机的变频调速系统中。论文针对Buck-Boost矩阵变换器应用于异步电机调速系统的相关控制策略、控制参数与主电路参数优化等应用基础问题展开研究,主要研究内容包括:1、简述了异步电机调速系统中电力变换器的发展概况,阐述了基于BBMC的异步电机调速系统控制策略及其控制参数与主电路参数优化的研究现状及存在的问题。2、简要介绍了BBMC的基本结构与工作原理,阐述了其整流级和逆变级控制策略的基本原理与设计方法,并对各控制策略的基本特点进行了分析。3、针对以BBMC为功率变换器的异步电机调速系统,提出一种基于有限时间控制(FTC)的变频调速控制方法。阐述了调速系统控制策略的基本思路,研究了异步电机采用基于PI-IP控制的矢量控制及BBMC采用有限时间控制的具体实现方法,并对其效果进行了仿真验证。4、针对基于有限时间控制的BBMC异步电机调速系统,提出采用自适应狼群优化算法对其控制参数进行优化设计。通过建立BBMC优化目标与其控制参数间的数学模型,研究基于自适应狼群优化算法的控制参数优化设计方法,并在此基础上进一步研究确定最优控制参数与BBMC实际输出电流间的变化规律,为实现调速系统在随负载变化时实时调节其最优控制参数奠定理论基础,最后通过仿真对上述理论分析进行了验证。5、针对BBMC调速系统的稳态控制精度及带负载能力与其主电路参数密切相关的问题,提出采用自适应狼群优化算法对其主电路参数进行优化设计。通过建立BBMC优化目标与其主电路参数间的数学模型,研究基于自适应狼群优化算法的BBMC主电路参数优化设计方法,在此基础上进一步研究确定BBMC主电路优化设计参数与BBMC额定输出电流间的变化规律,为实现不同电流定额下BBMC主电路的优化设计奠定基础,最后通过仿真对上述理论分析进行了验证。6、以DSP+FPGA为系统控制器,以IKW40N120T2为功率开关,研制了基于BBMC的异步电机调速系统实验装置,并对上述理论分析进行了实验验证。
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