PWM逆变器供电对异步电动机铁芯损耗影响的研究

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近年来,电力电子器件和控制技术的飞速发展使调速技术进入了变频调速领域,但采用逆变器驱动电机对电机系统也带来一些负面影响,逆变器输出电压中包含大量的谐波分量,除了增加定转子的铜耗外,还在定转子铁芯中产生了附加铁耗,增加了电机发热,降低了系统的效率。研究PWM逆变器调制参数与电机铁耗之间的关系,对提高驱动系统效率,减小损耗,降低温升具有重要的意义。
　　本文从分析电机铁耗的构成为出发点,针对三相异步电机,采用谐波分析法、时步有限元法以及实验测试的方法进行铁耗的计算与分析,讨论了逆变器供电下PWM调制参数与异步电机铁芯损耗之间的关系,并且比较了SPWM和SVPWM两种调制模式对电机铁耗的影响,为工业应用和节能降耗提供了参考依据。
　　主要内容包括以下几个方面,首先分析了SPWM和SVPWM两种调制方法的工作原理,利用Matlab建立仿真模型对逆变器输出的电压进行谐波分析,得出谐波在不同调制参数载波比和调制比下的分布规律；然后基于叠加原理建立了电机在变频供电时的铁耗模型,分析了铁耗在两种调制方式下随不同调制参数的变化规律。在此基础上,使用Ansoft电磁场有限元软件建立三相异步电动机模型,应用时步有限元法计算了逆变器供电时电机在不同载波比和调制比下的电机铁芯损耗；最后对逆变器驱动电机的实验系统进行相关硬件设计和软件实现,搭建实验平台完成铁耗的测试与计算,验证理论分析的正确性。

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作者
韩静静;
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作者单位

北京交通大学;

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授予单位北京交通大学;
学科电气工程
授予学位硕士
导师姓名刘瑞芳;
年度 2011
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类逆变器;电机性能;
关键词
PWM逆变器; 异步电机; 铁耗损耗; SPWM调制; 谐波抑制; 载波比;

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