本文關(guān)鍵詞： 有源前端 LCL濾波器 諧振抑制 有源阻尼 無源阻尼　出處：《浙江大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：相比于傳統(tǒng)的采用二極管整流或可控硅整流技術(shù)從交流電網(wǎng)獲取直流母線電壓的無源前端方案來說,采用有源前端(Active Front End,AFE)技術(shù)方案的變頻器具有很多明顯的優(yōu)勢,包括較低的網(wǎng)側(cè)電流諧波污染、較高的功率因數(shù)、電網(wǎng)不穩(wěn)定情況下仍然能夠保持恒定的直流母線電壓、可實(shí)現(xiàn)能量回饋的并網(wǎng)功能等。然而,在有源前端工作過程中,功率器件的開關(guān)動(dòng)作會(huì)引入開關(guān)次及其整數(shù)倍次諧波電流分量。為了抑制這些電流諧波,要在變換器和電網(wǎng)之間加入濾波器。LCL濾波器以其體積小和高頻衰減效果好等優(yōu)勢廣泛地被應(yīng)用作為變換器和電網(wǎng)的接口。然而LCL型濾波器屬于三階系統(tǒng),頻率響應(yīng)在諧振頻率處存在諧振尖峰及相位的跳變,這容易造成變換器振蕩甚至不穩(wěn)定,因此需要增加系統(tǒng)阻尼以消除諧振問題。本文在研究了國內(nèi)外LCL濾波器諧振抑制方法的基礎(chǔ)上,以一個(gè)5kWAFE系統(tǒng)為設(shè)計(jì)對象。首先,考慮到電網(wǎng)電流的IEEE標(biāo)準(zhǔn)及其他條件,對LCL濾波器參數(shù)進(jìn)行了具體設(shè)計(jì),并設(shè)計(jì)了最簡單易行的無源阻尼方案。同時(shí),根據(jù)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的實(shí)際電感的寄生電阻效應(yīng),設(shè)計(jì)了一種利用實(shí)際電感寄生參數(shù)設(shè)計(jì)無源阻尼的方案,并進(jìn)行了無源阻尼的控制方案設(shè)計(jì)及評估。其次,在不考慮任何無源阻尼的條件下,設(shè)計(jì)了基于虛擬電阻法(電容電流反饋)和低通濾波器法的有源阻尼算法,并利用系統(tǒng)建模等手段,對系統(tǒng)進(jìn)行了控制環(huán)設(shè)計(jì)以確保系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)特性良好,并對這些方法在穩(wěn)定性、對電網(wǎng)阻抗的魯棒性方面進(jìn)行了評估,分析了各種方法的利弊。最后,在基于DSpace的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行了部分設(shè)計(jì)方案的驗(yàn)證,仿真和實(shí)驗(yàn)的對比結(jié)果論證了這些設(shè)計(jì)方案的正確性。
[Abstract]:Compared with the traditional passive front-end scheme in which diode rectifier or thyristor rectifier is used to obtain DC bus voltage from AC network, active Front End is adopted. The frequency converter of AFE technology scheme has many obvious advantages, including lower harmonic pollution of grid side current, higher power factor, and the constant DC bus voltage can be maintained under the condition of power grid instability. However, in the process of active front-end operation, switching actions of power devices will introduce switching order and integer harmonic current components. The filter. LCL filter is widely used as the interface between converter and power grid because of its small size and high frequency attenuation effect. However, LCL filter belongs to the third order system. Tong. The frequency response has the resonance peak and the phase jump at the resonant frequency, which is easy to cause the converter oscillation and even instability. Therefore, it is necessary to increase the damping of the system to eliminate the resonance problem. Based on the study of the resonance suppression methods of the LCL filter at home and abroad, a 5kWAFE system is designed. First of all. Considering the IEEE standard and other conditions of power network current, the parameters of LCL filter are designed, and the most simple passive damping scheme is designed. According to the parasitic resistance effect of the actual inductor found in the experiment, a scheme is designed to design the passive damping by using the parasitic parameters of the actual inductor, and the control scheme of the passive damping is designed and evaluated. Secondly. Without considering any passive damping, the active damping algorithm based on the virtual resistance method (capacitive current feedback) and the low-pass filter method is designed, and the system modeling is used. The control loop is designed to ensure the static and dynamic characteristics of the system. The stability of these methods and the robustness of grid impedance are evaluated. The advantages and disadvantages of various methods are analyzed. Some of the design schemes are verified on the experimental platform based on DSpace, and the correctness of these design schemes is proved by the comparison between simulation and experiment.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM761

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本文編號(hào)：1473003