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中高压大功率变频器驱动系统在船舶推进和机车牵引等领域具有广泛的应用前景。本文基于对中高压大功率感应电机控制软件开发的需求,重点研究了应用于感应电机矢量控制系统的双极性特定谐波消除脉宽调制技术(Bi-polar Selective Harmonic Elimination Pulse With Modulation—BSHEPWM),通过使用SHEPWM技术使得电机驱动系统在低载频比时具有良好的谐波特性。主要工作成果如下:
论文详细分析了BSHEPWM数学模型,建立了基于三相逆变器的特定消协方程组。结合遗传算法优越的全局寻解特性和数值迭代法的快速收敛性,提出一种基于Matlab环境的复合解法;通过此方法求得N≤5时消谐方程组的所有开关角轨迹。继而探索了所有开关角轨迹选优应用于感应电机控制系统时的理论和工程指标,给出各指标的评价,并得到选优方案。
最后,本文通过搭建Matlab/Simulink仿真平台和三台不同功率的感应电机实验平台验证了所提出的BSHEPWM相关理论,即求得的所有开关角轨迹均具有良好的消谐效果,在低开关频率下控制系统体现出优良的性能;选用的选优指标和得到的选优排序合理正确,为灵活制定感应电机控制系统的BSHEPWM调制策略提供了依据。