本文關(guān)鍵詞：基于狀態(tài)預(yù)測的三相電壓型PWM整流器軟啟動策略的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：三相PWM整流器具有直流側(cè)電壓穩(wěn)定,交流側(cè)功率因數(shù)高諧波含量少,四象限運(yùn)行的優(yōu)良特性。隨著分布式發(fā)電與微網(wǎng)儲能系統(tǒng)進(jìn)一步普及,PWM整流器作為微網(wǎng)和電網(wǎng)的接口將得到進(jìn)一步發(fā)展。三相電壓型PWM整流器一般采用電壓電流雙閉環(huán)控制策略,這種控制策略在系統(tǒng)啟動過程中存在電流沖擊的問題。傳統(tǒng)的軟啟動方法,存在軟啟動時(shí)間長,或者參數(shù)調(diào)節(jié)困難的問題。本文提出了一種基于瞬時(shí)功率理論的狀態(tài)預(yù)測的新方法,可以縮短軟啟動時(shí)間,且軟啟動的相關(guān)參數(shù)可直接計(jì)算得出,避免了繁瑣的調(diào)試過程。本文首先較為詳細(xì)的描述了PWM整流器的工作原理,包括拓?fù)浞治?四象限運(yùn)行原理,高頻和低頻的數(shù)學(xué)模型,雙閉環(huán)控制策略,前饋解耦控制,坐標(biāo)變換計(jì)算,空間矢量調(diào)制技術(shù),鎖相環(huán)技術(shù),主電路參數(shù)設(shè)計(jì)。然后,基于上述理論搭建三相PWM整流器穩(wěn)態(tài)下的Simulink仿真,仿真的結(jié)果初步驗(yàn)證雙閉環(huán)控制策略的可行性。最后,分析了基于雙閉環(huán)控制的三相電壓型PWM整流器啟動過程中產(chǎn)生電流沖擊的原因。設(shè)計(jì)了一套基于狀態(tài)預(yù)測的軟啟動策略用來解決PWM整流器軟啟動過程中電流沖擊的問題。給出了軟啟動曲線及其參數(shù)的計(jì)算。搭建Simulink軟啟動過程的仿真,仿真表明啟動過程電流被抑制在合適的范圍內(nèi),而且滿足啟動過程的快速性要求。本文在理論和仿真的基礎(chǔ)上,還搭建了試驗(yàn)平臺,用于驗(yàn)證穩(wěn)態(tài)控制策略和軟啟動策略的正確性和實(shí)際可行性。在平臺上編寫軟件實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)及軟啟動控制算法,用示波器測量電壓電流波形,波形表明軟啟動策略能有效抑制啟動沖擊電流,且啟動過程也滿足相應(yīng)的快速性,達(dá)到了最初的設(shè)計(jì)目的。
【關(guān)鍵詞】：三相PWM整流器 軟啟動控制 抑制電流沖擊 預(yù)測有功電流 瞬時(shí)功率理論
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM461
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 緒論13-18
• 1.1 研究的背景與意義13-14
• 1.1.1 我國能源格局13
• 1.1.2 分布式發(fā)電與儲能13-14
• 1.1.3 PWM整流技術(shù)與電池儲能系統(tǒng)14
• 1.2 電壓型PWM整流器的軟啟動問題14-16
• 1.2.1 軟啟動問題研究的現(xiàn)狀14-16
• 1.3 本文的主要工作及創(chuàng)新點(diǎn)16-17
• 1.3.1 主要工作16-17
• 1.3.2 創(chuàng)新點(diǎn)17
• 1.4 本章小結(jié)17-18
• 第二章 PWM整流器的工作原理18-56
• 2.1 電壓型整流器的拓?fù)?/span>18-20
• 2.1.1 兩電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)18-19
• 2.1.2 三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)19-20
• 2.2 VSR電壓電流的關(guān)系20-21
• 2.3 電壓型PWM整流器的數(shù)學(xué)模型21-27
• 2.3.1 坐標(biāo)變換21-23
• 2.3.2 基于同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的低頻數(shù)學(xué)模型23-24
• 2.3.3 基于同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的高頻數(shù)學(xué)模型24-26
• 2.3.4 高頻數(shù)學(xué)模型和低頻數(shù)學(xué)模型的關(guān)系26-27
• 2.4 控制策略27-31
• 2.4.1 前饋解耦控制27-28
• 2.4.2 電壓電流雙閉環(huán)控制28-29
• 2.4.3 電流環(huán)控制器的設(shè)計(jì)29-30
• 2.4.4 電壓環(huán)控制器的設(shè)計(jì)30
• 2.4.5 控制器的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)30-31
• 2.5 鎖相環(huán)技術(shù)31-32
• 2.5.1 基于硬件的鎖相環(huán)31
• 2.5.2 基于軟件的鎖相環(huán)31-32
• 2.6 空間矢量調(diào)制技術(shù)32-43
• 2.6.1 基本電壓矢量32-33
• 2.6.2 磁鏈合成法則33-34
• 2.6.3 SVPWM計(jì)算步驟34-43
• 2.7 三相電壓型PWM整流器的主電路設(shè)計(jì)43-52
• 2.7.1 試驗(yàn)平臺的指標(biāo)43
• 2.7.2 交流電感器的設(shè)計(jì)43-49
• 2.7.3 直流電容的設(shè)計(jì)49-52
• 2.8 仿真驗(yàn)證52-55
• 2.8.1 仿真條件52
• 2.8.2 整流工況仿真52
• 2.8.3 逆變工況仿真52
• 2.8.4 整流逆變的切換52-55
• 2.9 本章小結(jié)55-56
• 第三章 基于有功電流預(yù)測的軟啟動方法56-74
• 3.1 軟啟動的過程56-59
• 3.1.1 電阻預(yù)充電階段56-57
• 3.1.2 PWM調(diào)制軟啟動階段57-59
• 3.2 傳統(tǒng)功率理論59-60
• 3.2.1 正弦周期電路59
• 3.2.2 非正弦周期電路59-60
• 3.3 瞬時(shí)功率理論60-61
• 3.3.1 三相瞬時(shí)功率理論在等幅值變換系中的表達(dá)60-61
• 3.4 基于瞬時(shí)功率理論的有功電流預(yù)測61-64
• 3.4.1 負(fù)載模型的近似61-63
• 3.4.2 負(fù)載等效電阻的獲取63-64
• 3.5 軟啟動控制器的給定曲線的設(shè)計(jì)64-69
• 3.5.1 電流正弦曲線給定階段65
• 3.5.2 電流自適應(yīng)給定階段65-68
• 3.5.3 電壓外環(huán)加入68-69
• 3.6 軟啟動策略的仿真驗(yàn)證69-73
• 3.6.1 設(shè)定仿真參數(shù)69
• 3.6.2 仿真結(jié)果69-73
• 3.7 本章小結(jié)73-74
• 第四章 系統(tǒng)的搭建及試驗(yàn)驗(yàn)證74-83
• 4.1 試驗(yàn)平臺的搭建74-76
• 4.1.1 主電路搭建74-75
• 4.1.2 控制電路和驅(qū)動電路75-76
• 4.2 給定參數(shù)76
• 4.3 穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)結(jié)果76-78
• 4.3.1 空載穩(wěn)態(tài)77-78
• 4.3.2 滿載穩(wěn)態(tài)78
• 4.4 軟啟動試驗(yàn)結(jié)果78-82
• 4.4.1 空載軟啟動78-79
• 4.4.2 半載軟啟動79-81
• 4.4.3 滿載軟啟動81-82
• 4.5 本章小結(jié)82-83
• 總結(jié)與展望83-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 致謝88

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