由于電力電子整流設(shè)備具有強(qiáng)非線性的特點(diǎn),會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重的諧波和無(wú)功污染。為此研究具有高功率因數(shù)和低電流諧波的PWM整流器成為了一個(gè)熱點(diǎn)課題。作為一種三電平拓?fù)?三電平VIENNA整流器與其他傳統(tǒng)PWM整流器相比,具有開關(guān)應(yīng)力小、開關(guān)器件少、高功率因數(shù)、低電流諧波等優(yōu)點(diǎn),因此,對(duì)三電平VIENNA整流器控制技術(shù)進(jìn)行研究具有重大意義。本文首先對(duì)三電平VIENNA整流器的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析,介紹了各開關(guān)狀態(tài)下系統(tǒng)的運(yùn)行方式和電流流通路徑。在此基礎(chǔ)上,建立了三電平VIENNA整流器在abc自然坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,并通過clark變換和park變換將abc自然坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換到dq兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下,為后文研究打下理論基礎(chǔ)。然后以dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)了三電平VIENNA整流器電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的控制策略。針對(duì)傳統(tǒng)電流內(nèi)環(huán)單PI控制策略對(duì)網(wǎng)側(cè)電流諧波抑制能力弱的問題,本文采用了PI控制與重復(fù)控制相結(jié)合的復(fù)合控制策略,并在電流內(nèi)環(huán)中加入諧波分量前饋控制,以提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度,同時(shí),在電流內(nèi)環(huán)中引入模糊控制技術(shù),根據(jù)系統(tǒng)電流誤差大小實(shí)時(shí)調(diào)整PI控制的比例系數(shù)和積分系數(shù)... 

【文章來(lái)源】：湖北工業(yè)大學(xué)湖北省

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

二極管箝位型三電平變換器電路拓?fù)潆娐饭β什糠钟腥M對(duì)稱橋臂，相較于傳統(tǒng)的兩電平電路，每組橋臂上增加

湖北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文3個(gè)開關(guān)器件的承受電壓都為輸出側(cè)直流電壓的一半，對(duì)耐壓的要求也就降低一半，因此可以選用更低耐壓等級(jí)的開關(guān)器件，便于電子裝置應(yīng)用的高壓場(chǎng)所。與此同時(shí)，此拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也有以下顯著缺點(diǎn)：(1)需要6個(gè)箝位二極管和12個(gè)功率開關(guān)管，全控功率器件多，增加設(shè)備成本和控制復(fù)雜度。(2)有中點(diǎn)電壓不平衡的問題，影響了直流輸出側(cè)電壓的質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)绊懻髌髡＿\(yùn)行。(3)同一組橋臂上的四個(gè)開關(guān)管只有最下面的開關(guān)管共點(diǎn)接地，因此需要最少10路隔離的電源對(duì)信號(hào)和驅(qū)動(dòng)電壓進(jìn)行隔離保護(hù)，這樣會(huì)使驅(qū)動(dòng)電路尤為復(fù)雜，又增加整個(gè)裝置的經(jīng)濟(jì)成本。1.2.2飛跨電容型三電平變換器在提出二極管箝位型三電平變換器電路拓?fù)浜蟮?1年，法國(guó)的兩位學(xué)者M(jìn)eynardT.A.和FochH.在1992年P(guān)ESC上首次提出飛跨電容型三電平變換器拓?fù)�，兩者的拓�(fù)浣Y(jié)構(gòu)相似度很高，將二極管箝位型三電平整流器電路拓?fù)渲械膬蓚�(gè)箝位二極管替換成懸浮電容后，就可以得到飛跨電容型三電平整流器，這使電路拓?fù)涓?jiǎn)潔，其電路拓?fù)淙鐖D1.2所示。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者也對(duì)此拓?fù)溥M(jìn)行了各種研究，其優(yōu)點(diǎn)如下：(1)矢量合成的方法靈活多變；(2)能量傳遞控制特性優(yōu)秀。但是這種拓?fù)渲饕幸韵氯秉c(diǎn)：(1)一個(gè)電容的體積大于兩個(gè)二極管，致使裝置的體積更大；(2)進(jìn)行無(wú)功負(fù)載時(shí)，直流輸出側(cè)中點(diǎn)電壓偏移問題較為嚴(yán)重(3)加入電容使得裝置的無(wú)功功率控制更為困難。圖1.2飛跨電容型三電平變換器電路拓?fù)?.2.3T型三電平變換器與前文介紹的兩種電路拓?fù)鋵?duì)比，T型三電平變換器的結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，整個(gè)

bc三相工作原理相同，所以以a相為研究對(duì)象。將開關(guān)管V1開通，此時(shí)a相的輸出電壓與T型三電平變換器上電容C1的電壓相同;將開關(guān)管V2開通，此時(shí)a相的輸出電壓與T型三電平變換器下電容C2的電壓相同；將開關(guān)管Sa開通，此時(shí)開關(guān)管Sa無(wú)電流流過，a相沒有輸出電壓。與其他的三電平電路拓?fù)湎啾�，它有以下�?yōu)點(diǎn)：(1)使用的開關(guān)元器件少，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，控制更為簡(jiǎn)單；(2)易控制中點(diǎn)電流大小，能實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)。這種電路拓?fù)涞闹饕秉c(diǎn)是上下橋臂需要承受整個(gè)直流側(cè)電容電壓，因此T型三電平變換器電路拓?fù)錈o(wú)法運(yùn)用于高電壓場(chǎng)所。圖1.3T型三電平變換器電路拓?fù)?.2.4VIENNA型三電平整流器本文前面介紹的第一種和第二種主流三電平拓?fù)�，都有功率器件多、能量可雙向流動(dòng)性的特點(diǎn)，功率器件多會(huì)使得裝置有成本高體積大的問題，但與此同時(shí)很多應(yīng)用場(chǎng)合不需要能量雙向流動(dòng)，本文介紹的第三種三電平拓?fù)�，因上下橋臂需要承受整個(gè)直流側(cè)電容電壓，無(wú)法運(yùn)用于高電壓場(chǎng)所。針對(duì)這些缺點(diǎn)，在飛跨電容型三電平整流器電路拓?fù)涮岢龅膬赡旰蟮?994年奧地利維也納大學(xué)學(xué)者J.W.Kolar提出了一種，能量只能單向流動(dòng)的新型三相三電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即三電平VIENNA整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如圖1.4(a)所示[19-20]。從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖可以看出，三電平VIENNA整流器拓?fù)涔灿腥�，其中每相上有一個(gè)橋臂，每個(gè)橋臂上有6個(gè)二極管和1個(gè)功率開關(guān)管，輸出側(cè)有2個(gè)電容起分壓作用。該拓?fù)湟还仓挥腥齻�(gè)開關(guān)管但卻有18個(gè)二極管，使得電路拓?fù)浜軓?fù)雜，針對(duì)此問題，又有學(xué)者在此拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化，用2個(gè)反向串聯(lián)的開關(guān)管起雙向開關(guān)的作用，這樣就可以用6個(gè)開關(guān)管替換掉12個(gè)二極管和

【參考文獻(xiàn)】：
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