【摘 要】
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随着微型计算机控制技术、大规模集成电路、电力电子技术的迅速发展，转子变频调速系统在大功率电机调速领域的应用越来越广泛，具有系统简单、控制电压低、控制功率小、节能效果
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随着微型计算机控制技术、大规模集成电路、电力电子技术的迅速发展，转子变频调速系统在大功率电机调速领域的应用越来越广泛，具有系统简单、控制电压低、控制功率小、节能效果好、运行可靠等优点。传统转子变频调速系统采用晶闸管逆变器进行能量的反馈，存在最小逆变角，导致功率因数的提高受到限制，还存在逆变颠覆和电流谐波污染等问题。针对传统转子变频调速系统存在的缺点，结合三相电压型IGBT有源逆变器的性能特点和PWM控制技术，本文从拓扑结构上对传统转子变频调速系统加以改进，采用IGBT有源逆变器取代晶闸管逆变器，消除逆变颠覆，提高系统的功率因数，减少谐波污染。 首先，本文介绍了转子变频调速系统的基本原理，并对系统的功率因数和谐波进行分析，提出采用IGBT有源逆变器代替晶闸管逆变器的方案，以提高系统功率因数和减少系统电流谐波。 然后，本文对IGBT有源逆变器的工作原理、拓扑结构和换流过程进行了详细分析。在此基础上建立了IGBT有源逆变器的数学模型和基于dq坐标的静态解耦模型，并采用直接电流控制策略实现对IGBT有源逆变器的控制，同时对控制系统的电压外环和电流内环调节器进行设计。 接着，本文介绍了空间矢量SVPWM算法的实现，搭建SIMULINK模型并对其进行仿真，验证了SVPWM算法的可行性。通过建立IGBT有源逆变器仿真模型并对其各种工作状态进行分析，同时建立基于IGBT有源逆变器的2.5MW转子变频调速系统仿真模型，验证将IGBT有源逆变器应用到转子变频调速系统中的可行性。 最后，依据2.5MW转子变频调速系统的参数要求对IGBT有源逆变器的硬件电路进行设计，包括系统主电路的设计、功率开关器件IGBT的选型、电压和电流采样电路的设计等。搭建了IGBT有源逆变器实验系统，通过实验波形分析，验证了IGBT有源逆变器直接电流控制策略及SVPWM算法的有效性。
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