一种高压变频驱动感应电机的仿真模型制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高压变频驱动感应电机的仿真模型，包括：12脉波整流电路，其由两组三相对称交流电压源、12脉波整流桥组成，两组三相对称交流电压源的线电压接入12脉波整流桥输入端；直流母线滤波电容，其接入12脉波整流桥输出端；负载电路，其与直流母线滤波电容两端连接；H桥单元电路，其输入端与直流母线滤波电容两端连接，H桥单元电路输出端输出至感应电机；级联H桥电路，其用于串联6个H桥单元电路中的H桥逆变器的A、B端；感应电机补偿电路，其接入感应电机；间接矢量控制电路，其接入感应电机。本实用新型专利技术的有益效果：可以模拟出中高压感应电机的实际运行情况，对工程实践中的整个驱动控制系统设计具有很好的指导意义。

Simulation model of induction motor with high voltage variable frequency drive

The utility model discloses a simulation model of a high voltage inverter driven induction motor, including 12 pulse wave rectifying circuit, which consists of two sets of three-phase symmetrical alternating current voltage source and 12 pulse rectifier bridge. The line voltage of two groups of three-phase symmetrical AC voltage sources is connected to the input end of the 12 pulse rectifier bridge; the DC bus line filter capacitor is connected to the 12 pulse. The output end of the wave rectifying bridge; the load circuit is connected with the DC bus filter capacitor; the H bridge unit circuit is connected with the DC bus filter capacitor, the output end of the H bridge unit circuit output to the induction motor; the cascade H bridge circuit is used for the A and B terminals of the H bridge inverters in the 6 H bridge unit circuits; induction. The motor compensation circuit is connected to an induction motor, and an indirect vector control circuit is connected to an induction motor. The beneficial effect of the utility model is that it can simulate the actual operation of medium and high voltage induction motor, and has good guiding significance for the design of the whole driving control system in the engineering practice.

【技术实现步骤摘要】
一种高压变频驱动感应电机的仿真模型
本技术涉及高压变频器
，具体而言，涉及一种高压变频驱动感应电机的仿真模型。
技术介绍
目前感应电机驱动控制系统的建模主要应用在低压中小功率等场合，很少涉及到高压大功率感应电机控制系统的建模与仿真，中小功率的感应电机模型没有办法模拟出中高压大功率感应电机的实际运行情况，无法指导中高压大功率感应电机驱动系统的设计与实现。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术的目的在于提供一种高压变频驱动感应电机的仿真模型，可以很好的模拟出中高压感应电机的实际运行情况。本技术提供了一种高压变频驱动感应电机的仿真模型，包括：12脉波整流电路，其由两组三相对称交流电压源、12脉波整流桥组成，两组三相对称交流电压源的线电压接入所述12脉波整流桥的输入端；直流母线滤波电容，其接入所述12脉波整流桥的输出端；负载电路，其与所述直流母线滤波电容两端连接；H桥单元电路，其输入端与所述直流母线滤波电容两端连接，所述H桥单元电路的输出端输出至感应电机，所述H桥单元电路由调制电路和H桥逆变器组成，调制信号接入所述调制电路的输入端，所述调制电路的输出端与所述H桥逆变器的g端连接，所述H桥逆变器的A、B端输出的端电压输出至感应电机；级联H桥电路，其用于串联6个H桥单元电路中的H桥逆变器的A、B端；感应电机补偿电路，其接入所述感应电机，用于对所述感应电机的无功功率进行补偿；间接矢量控制电路，其接入所述感应电机，用于控制所述感应电机的输出转矩和定子励磁电流。作为本技术进一步的改进，所述12脉波整流桥包括整流变压器和晶闸管整流桥，所述整流变压器为三绕组三相变压器，所述整流变压器一次侧与所述三相对称交流电压源的线电压连接，所述整流变压器二次侧的支流电压分别接入两个晶闸管整流桥的输入端，两个晶闸管整流桥的两个输出端与所述直流母线滤波电容连接。作为本技术进一步的改进，所述负载电路包括启动电路、开关电路、能耗电路、放电电路、感应电机负载和制动电源，启动电路的输入端与一个晶闸管整流桥的输入端连接，所述启动电路的输出端与所述开关电路的输入端连接，所述开关电路的输出端与所述能耗电路的输入端连接，所述能耗电路的输出端与所述放电电路连接，所述放电电路与所述感应电机负载连接，所述制动电源接至所述感应电机。作为本技术进一步的改进，所述感应电机负载为恒功率负载。作为本技术进一步的改进，所述调制电路为倍频调制电路，所述倍频调制电路的四个驱动信号S1、S2、S3、S4分别为H桥左侧上桥臂驱动信号、H桥左侧下桥臂驱动信号、H桥右侧上桥臂驱动信号、H桥右侧下桥臂驱动信号，载波不移相时作为H桥左侧桥臂的载波信号，载波移相180°作为H桥右侧桥臂的调制信号，H桥两个桥臂调制出的两个电压做差输出得到输出电压，该输出电压接至所述H桥逆变器的g端。作为本技术进一步的改进，所述级联H桥电路采用采用载波水平移相调制，载波移相π/6，波延迟Ts/12，同一位置的桥臂信号延迟Ts/12。作为本技术进一步的改进，所述直流母线滤波电容的计算公式为：L＝P/(2πfCn-1U2)n＝1,2,3...式中，C3为直流母线滤波电容，P为3倍额定功率，f为输入电源频率，U为母线电压峰值，a为直流母线电压纹波量。作为本技术进一步的改进，所述感应电机补偿电路采用补偿电容，补偿电容的计算公式为：式中，为初始功率因数角，为补偿后的功率因数角，P为感应电机输出功率，C为补偿电容，U为相电压，ω＝100π。本技术的有益效果为：可以很好的模拟出中高压感应电机的实际运行情况，对工程实践中的整个驱动控制系统设计具有很好的指导意义，具有实际应用价值。附图说明图1为12脉波整流电路和负载电路的连接示意图；图2为12脉波整流电路的示意图；图3为负载电路的示意图；图4为启动电路的示意图；图5为开关电路的示意图；图6为能耗电路的示意图；图7为放电电路的示意图；图8为负载电路中直流电压波形的示意图；图9为负载电路中直流电流波形的示意图；图10为滤波后负载电路中直流电压波形的示意图；图11为滤波后负载电路中直流电流波形的示意图；图12为直流母线电阻工作模式测试的示意图；图13为直流母线PWM工作模式测试的示意图；图14为H桥单元电路的示意图；图15为倍频调制电路的示意图；图16为倍频调制波形的示意图；图17为THD＝11.13％时，双极性调制波形的示意图；图18为THD＝3.06％时，倍频调制波形的示意图；图19为级联H桥电路的示意图；图20为a相逆变器模块的示意图；图21为a相调制模块的示意图；图22为载波水平移相调制的示意图；图23为H桥单元的直流母线电压波形示意图；图24为H桥单元电压波形示意图；图25为一阶滤波截止频率为1000pi时，H桥单元电压波形示意图；图26为a相电压波形示意图；图27为一阶滤波截止频率为1000pi时，三相电压波形示意图；图28为a相电流波形示意图；图29为一阶滤波截止频率为1000pi时，三相电流波形示意图；图30为直接启动电机仿真模型；图31为感应电机直接启动相电压波形示意图；图32为感应电机直接启动相电流波形示意图；图33为启动电流波形示意图；图34为空载电流波形示意图；图35为额定负载电流波形示意图；图36为电机转速波形示意图；图37为电机转矩波形示意图；图38为启动过程有功功率波形示意图；图39为额定运行有功功率波形示意图；图40为启动过程无功功率波形示意图；图41为额定运行无功功率波形示意图；图42为补偿之后，启动过程无功功率波形示意图；图43为补偿之后，额定运行无功功率波形示意图；图44为矢量控制框图；图45为矢量控制仿真模型；图46为图45中abc-αβ坐标变换模块；图47为图45中αβ-dq坐标变换模块；图48为图45中dq-αβ坐标变换模块；图49为图45中αβ-abc坐标变换模块；图50为间接矢量控制电机相电压波形示意图；图51为间接矢量控制电机相电流波形示意图；图52为间接矢量控制电机负载转矩波形示意图；图53为间接矢量控制电机转速波形示意图；图54为间接矢量控制电机磁链波形示意图；图55为间接矢量控制电机转矩波形示意图。具体实施方式下面通过具体的实施例并结合附图对本技术做进一步的详细描述。本技术实施例的一种高压变频驱动感应电机的仿真模型，包括：12脉波整流电路，其由两组三相对称交流电压源、12脉波整流桥组成，两组三相对称交流电压源的线电压接入12脉波整流桥的输入端；直流母线滤波电容，其接入12脉波整流桥的输出端；负载电路，其与直流母线滤波电容两端连接；H桥单元电路，其输入端与直流母线滤波电容两端连接，H桥单元电路的输出端输出至感应电机，H桥单元电路由调制电路和H桥逆变器组成，调制信号接入调制电路的输入端，调制电路的输出端与H桥逆变器的g端连接，H桥逆变器的A、B端输出的端电压输出至感应电机；级联H桥电路，其用于串联6个H桥单元电路中的H桥逆变器的A、B端；感应电机补偿电路，其接入感应电机，用于对感应电机的无功功率进行补偿；间接矢量控制电路，其接入感应电机，用于控制感应电机的输出转矩和定子励磁电流。为减小直流母线电压的纹波量，降低滤波电容的容量，选择12脉波整流电路。12脉波整流电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压变频驱动感应电机的仿真模型，其特征在于，包括：12脉波整流电路，其由两组三相对称交流电压源、12脉波整流桥组成，两组三相对称交流电压源的线电压接入所述12脉波整流桥的输入端；直流母线滤波电容，其接入所述12脉波整流桥的输出端；负载电路，其与所述直流母线滤波电容两端连接；H桥单元电路，其输入端与所述直流母线滤波电容两端连接，所述H桥单元电路的输出端输出至感应电机，所述H桥单元电路由调制电路和H桥逆变器组成，调制信号接入所述调制电路的输入端，所述调制电路的输出端与所述H桥逆变器的g端连接，所述H桥逆变器的A、B端输出的端电压输出至感应电机；级联H桥电路，其用于串联6个H桥单元电路中的H桥逆变器的A、B端；感应电机补偿电路，其接入所述感应电机，用于对所述感应电机的无功功率进行补偿；间接矢量控制电路，其接入所述感应电机，用于控制所述感应电机的输出转矩和定子励磁电流。

【技术特征摘要】
1.一种高压变频驱动感应电机的仿真模型，其特征在于，包括：12脉波整流电路，其由两组三相对称交流电压源、12脉波整流桥组成，两组三相对称交流电压源的线电压接入所述12脉波整流桥的输入端；直流母线滤波电容，其接入所述12脉波整流桥的输出端；负载电路，其与所述直流母线滤波电容两端连接；H桥单元电路，其输入端与所述直流母线滤波电容两端连接，所述H桥单元电路的输出端输出至感应电机，所述H桥单元电路由调制电路和H桥逆变器组成，调制信号接入所述调制电路的输入端，所述调制电路的输出端与所述H桥逆变器的g端连接，所述H桥逆变器的A、B端输出的端电压输出至感应电机；级联H桥电路，其用于串联6个H桥单元电路中的H桥逆变器的A、B端；感应电机补偿电路，其接入所述感应电机，用于对所述感应电机的无功功率进行补偿；间接矢量控制电路，其接入所述感应电机，用于控制所述感应电机的输出转矩和定子励磁电流。2.根据权利要求1所述的仿真模型，其特征在于，所述12脉波整流桥包括整流变压器和晶闸管整流桥，所述整流变压器为三绕组三相变压器，所述整流变压器一次侧与所述三相对称交流电压源的线电压连接，所述整流变压器二次侧的支流电压分别接入两个晶闸管整流桥的输入端，两个晶闸管整流桥的两个输出端与所述直流母线滤波电容连接。3.根据权利要求1所述的仿真模型，其特征在于，所述负载电路包括启动电路、开关电路、能耗电路、放电电路、感应电机负载和制动电源，启动电路的输入端与一个晶闸管整流桥的输入端连接，所述启动电路的输出端与所述开关电路的输入端连接，所述开关电路的输出端与所述能耗电路的输入端连接，所述能耗电路的输出端与所述放电电路连接，所述放电电路与所述感应电机负载连接，所述制动电源接至所述感应电机。4.根据权利要求3所述的仿真模型，其特征在于，所述感应电机负...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭晶，杜庆山，王新坤，陶平，林森，张文伟，王磊，张佳，王志强，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油管道局工程有限公司，中国石油管道局工程有限公司设计分公司，
类型：新型
国别省市：北京,11