本文關鍵詞：電網(wǎng)不平衡下三相PWM整流器控制策略研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在電力電子變流裝置運行過程中,由于負載變化和外界干擾,不平衡現(xiàn)象是難以避免的。當電網(wǎng)電壓不平衡時,三相電壓型PWM整流器若沒有針對電網(wǎng)不平衡情況下采取的特殊措施,會在其網(wǎng)側(cè)電流中或直流側(cè)的電壓中產(chǎn)生諧波,造成對電網(wǎng)的諧波污染,降低直流供電質(zhì)量[1]。電網(wǎng)不平衡主要存在于以下兩個方面:第一,三相VSR參數(shù)不對稱,導致系統(tǒng)運行不平衡;第二,電網(wǎng)本身存在較為嚴重的不平衡現(xiàn)象。而在控制系統(tǒng)設計中,第一種情況一般都等效為第二種情況進行處理,即假設三相VSR參數(shù)是對稱的。目前,針對這一問題的基本解決思路是:當電網(wǎng)不平衡時,通過分離出正、負序電壓電流,消除或抑制網(wǎng)側(cè)電流和直流側(cè)電壓中的諧波。因此,針對電網(wǎng)不平衡時三相電壓型PWM整流器的問題研究,主要集中在正、負序指令的求取和雙閉環(huán)控制器設計兩個方面[2-3]。本文在提出一種正、負序分離算法的同時,采用了改進滑模變結(jié)構(gòu)直接功率控制方案,以獲得得到更好的動、靜態(tài)性能。本文首先對三相PWM整流器的概況及發(fā)展、電網(wǎng)不平衡對傳統(tǒng)控制方法的危害以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行介紹。然后深入的研究了電網(wǎng)不平衡條件下三相PWM整流器的數(shù)學模型及工作原理。由于在abc三相靜止坐標系下數(shù)學模型非線性程度高、耦合性非常強,所以控制器的設計相對困難,為此,需要將靜止坐標系轉(zhuǎn)換成兩相dq旋轉(zhuǎn)坐標系,然后可通過前饋解耦控制策略對兩相坐標系中的分量單獨控制,大大的降低了控制系統(tǒng)的設計難度。其次,在電網(wǎng)不平衡條件下三相PWM整流器直接功率控制方案中,正、負序分量的提取尤其重要,提取出的正、負序分量諧波含量的大小將直接影響到系統(tǒng)的控制效果及穩(wěn)定性,因此本文詳細分析了傳統(tǒng)正、負序分離方法的優(yōu)缺點以及正序估計器法對正、負序分量提取的改進,提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。而基于滑模變結(jié)構(gòu)的雙閉環(huán)控制中,對控制效果影響最大的就是系統(tǒng)“抖振”的大小,為此,在深入的分析了傳統(tǒng)滑模變結(jié)構(gòu)控制方法的基礎上,通過MATLAB/Simulink仿真,與傳統(tǒng)滑模變結(jié)構(gòu)控制進行對比分析,驗證改進滑模變結(jié)構(gòu)控制對系統(tǒng)的影響,在保證系統(tǒng)快速性的同時,削弱了系統(tǒng)的“抖振”。最后,為了更加全面的驗證理論的可行性,設計并制作了PWM整流器的實驗樣機,并對樣機的硬件電路設計及軟件控制方法進行了詳細的介紹,通過理論與實踐相結(jié)合,證明了該算法的正確性。
【關鍵詞】：電網(wǎng)不平衡 PWM整流器 正、負序分離 滑模變結(jié)構(gòu)控制 雙閉環(huán)控制
【學位授予單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TM461
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 PWM整流器概述及其發(fā)展9
• 1.2 電網(wǎng)不平衡的危害9-10
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.4 本論文的主要工作12-13
• 第二章 三相PWM整流器建模與分析13-32
• 2.1 三相三線制VSR的拓撲結(jié)構(gòu)13
• 2.2 采用開關函數(shù)描述的三相VSR數(shù)學模型13-15
• 2.3 三相電壓型PWM整流器dq坐標系下模型15-19
• 2.4 電網(wǎng)不平衡下三相VSR控制19-27
• 2.4.1 電網(wǎng)不平衡下三相VSR建模19-22
• 2.4.2 電網(wǎng)不平衡下三相VSR控制策略22-27
• 2.5 SVPWM控制的基本原理27-31
• 2.5.1 SVPWM理論推導27-29
• 2.5.2 SVPWM算法的實現(xiàn)29-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第三章 基于改進滑模變結(jié)構(gòu)的三相VSR不平衡控制策略32-51
• 3.1 正、負序分離方法基本原理與仿真分析32-40
• 3.1.1 延時法32-34
• 3.1.2 陷波器法34-36
• 3.1.3 正序估計法36-38
• 3.1.4 有擾動情況下對比分析38-40
• 3.2 滑模變結(jié)構(gòu)控制基本原理40-42
• 3.3 基于滑模變結(jié)構(gòu)控制的電壓外環(huán)設計42-44
• 3.4 基于滑模變結(jié)構(gòu)控制的電流內(nèi)環(huán)設計44-50
• 3.4.1 基于趨近律的滑�？刂苹驹�44-45
• 3.4.2 基于傳統(tǒng)指數(shù)趨近律的電流內(nèi)環(huán)設計45-46
• 3.4.3 基于改進指數(shù)趨近律的電流內(nèi)環(huán)設計46-47
• 3.4.4 仿真及結(jié)果分析47-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第四章 實驗平臺軟硬件設計及結(jié)果分析51-70
• 4.1 主電路器件選型51-56
• 4.1.1 IGBT的選擇51-52
• 4.1.2 直流側(cè)電容設計52-53
• 4.1.3 交流側(cè)電感設計53-56
• 4.2 控制系統(tǒng)硬件電路設計56-59
• 4.2.1 采樣電路模塊56-57
• 4.2.2 過零檢測模塊57
• 4.2.3 相序與斷相檢測模塊57-58
• 4.2.4 軟啟動模塊58
• 4.2.5 IGBT驅(qū)動模塊58-59
• 4.3 控制系統(tǒng)軟件設計59-63
• 4.3.1 主程序設計59-60
• 4.3.2 子程序設計60-61
• 4.3.3 PDPINTA中斷程序61
• 4.3.4 A/D采樣中斷程序61-62
• 4.3.5 SVPWM子程序62
• 4.3.6 控制算法子程序62-63
• 4.4 遇到的問題及解決方法63-67
• 4.5 實驗驗證及結(jié)果分析67-69
• 4.5.1 不可控到可控實驗67-68
• 4.5.2 電阻負載穩(wěn)態(tài)實驗68-69
• 4.6 本章小結(jié)69-70
• 第五章 工作總結(jié)與展望70-72
• 5.1 全文工作總結(jié)70
• 5.2 后期工作展望70-72
• 參考文獻72-75
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及參與的課題75-76
• 附錄A 整流器各模塊實物圖76-79

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3 本報見習記者 周寧;示范小城鎮(zhèn)建設“四個不平衡”[N];經(jīng)濟信息時報;2013年

4 記者 張黎明;我市治堵工作進展不平衡[N];金華日報;2014年

5 本報記者 任s

本文編號：435308