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类型基于Matlab的逆变器过电压仿真研究.pdf

  • 上传人:cjncjnhocj
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  • 上传时间:2019-05-21
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    关 键  词:
    基于 Matlab 逆变器 过电压 仿真 研究
    资源描述:
    2011年第1期
    煤矿机电
    设计研究
    基于 Matlab的逆变器过电压仿真研究
    高艳,戴鹏,王超
    (中国矿业大学信电学院,江苏徐州221008)
    摘要:PWM逆交器驱动异步电动机采用长电缆产生的电压反射现象,导致产生过电压和高频
    阻尼振满,使电动机绝缘加速老化,造成绝缘击穿等事故。用 Matlab建立模型进行仿真,得到电机
    端过电压与电缆长度和电压上升时间的关系。设计并仿真研究电机端接一阶RC滤波器对电动机
    端过电压的抑制效果。
    关键词:PWM逆变器;过电压;一阶RC滤波器
    中图分类号:1TM464;TM726.4文献标识码:B文章编号:1001-0874(2011)01-(00-04
    Simulation Study of Overvoltage at Inverter Based on Matlab
    GAO Yan, DAI Peng, WANG Chae
    College of In oration and Electrical Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221008, China
    Abstract As the long cable is connecting PWM inverter driving asynchronous motor the voltage reflection will
    hich causes overvoltage and high-frequency damping oscillation, ageing and break-down the motor
    insulation. Establishes model based on Matlab and simulates to make out the relatonship between motor terminal
    overvoltage and cable length as well as voltage rising time. Besides, designs and simulates the depression of
    overvoltage at motor terminal by inserting first-order RC filter at motor terminal.
    Keywords: PWM inverter; over-voltage; first-order RC filter
    1概述
    磁性材料相当于磁挡板,绕阻产生的大部分磁通为
    漏磁通,在电机转子上感应产生的高频涡流也使磁
    随着新型电力电子器件的迅速发展,开关器件通不易穿过气隙。要仿真电机端电压必须建立高频
    频率提高、电压上升时间缩短、体积减小。然而,情况下的电机参数模型。电机相与相之间的高频等
    PWM逆变器输出电压上升时间的缩短给电机带来
    效电路如图1所示1]
    了不良影响,当电压变化率达6000Vus时,易引
    起电机绕组绝缘过早损坏!-。尤其在逆变器与电
    机之间用长电缆连接的情况下,PWM脉冲波电压经
    Ch
    电缆传输产生电压反射现象,引起电机端子过电压,
    使电机绕组绝缘寿命缩短。本文利用Matb模型,
    仿真不同电缆长度情况下电机端子产生过电压的状
    况,分析并仿真研究一阶RC滤波器对电动机端过电
    1电动机模型
    压的抑制效果。
    图中,R、L为工频下电机一相绕组的等效阻感;
    2电机模型
    Cら为存在于匝与画之间、相与相之间及相与地之间
    分布电容的等效集中参数;R。为高频涡流引起的铁
    由于PWM脉冲的高频作用,电机的硅钢片及心损耗的等效电阻。
    万方数据
    煤矿机电
    2011年第1期
    3系统仿真模型
    动机仿真模型,如图2所示。
    根据传输线理论得到的电缆分布参数和高频电
    WT
    Am
    R L
    R L
    R
    R
    ?控制电压
    RLa色
    信号发生模块
    显示器
    显示器电压测量
    图2电缆-电机仿真模型
    仿真模型参数设置如下:
    不同电缆长度对应的电机端电压波形仿真结果如图
    电缆单位长度参数:况=0.0768Q/m,L=0.543所示,其中矩形方波为逆变器输出端电压波形,不
    WH/m, C=182 PE/m, G=123 ko/mo
    等幅振荡波是电动机端电压波形。
    3kW三相异步电机等效电路参数:R=9.65
    (2)上升时间的影响
    2,L=173mH,R。=782.5Q,C=254pF。
    仿真模型中电缆长度为20m,PWM单脉冲电
    (1)电缆长度的影响
    压上升时间不同时,电机端电压的仿真波形如图4
    用信号发生模块( Signal Builder)产生带上升沿所示。
    的逆变器输出单脉冲PWM信号,上升时间为1s
    1.2
    1.0
    0.8
    420
    ビ0.6
    之母
    0.8
    0.6
    0.4
    0.2
    时间/s
    10-5
    时间/s
    x10-5
    a)电缆长度2m
    b)电缆长度20m
    642
    0.
    8642086
    000
    0.4
    6
    时间/s
    时间/g
    5
    c)电编长度100
    d)电缆长度200m
    图3不同电缆长度时电机端电压波形仿真
    (3)仿真结果分析
    间越短,电机端过电压越高。对应于一定的上升时
    由仿真结果知,电缆越长和PWM脉冲上升时间有一个临界电缆长度,当电缆长度超过临界长度
    万方数据
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