本文關(guān)鍵詞：基于內(nèi)模原理的單相PWM整流器諧波抑制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：單相兩電平脈沖整流器已被廣泛應(yīng)用于鐵路電力牽引、新能源、化工冶金等工業(yè)領(lǐng)域。單相脈沖整流器作為高速列車(chē)電力牽引系統(tǒng)的網(wǎng)側(cè)變流器,其通過(guò)牽引變壓器與供電網(wǎng)存在耦合關(guān)系。雖然與傳統(tǒng)晶閘管相控整流器和二極管整流器相比,脈沖整流器存在網(wǎng)側(cè)電流正弦度高、電流諧波小等優(yōu)點(diǎn)；但是受各類(lèi)因素影響,單相脈沖整流器電流仍存在一定程度的諧波畸變,進(jìn)而導(dǎo)致?tīng)恳╇娋W(wǎng)諧波污染,供電質(zhì)量惡化。同時(shí),為提高牽引變流系統(tǒng)的功率密度,可取消整流器直流側(cè)LC二次紋波諧振濾波電路,但這將會(huì)給整流器網(wǎng)側(cè)諧波電流的抑制帶來(lái)更大挑戰(zhàn)。本文在此背景下進(jìn)行了如下工作：首先,分析單相脈沖整流器網(wǎng)側(cè)電流諧波產(chǎn)生傳導(dǎo)機(jī)理,并分別詳細(xì)分析了直流側(cè)電壓紋波、功率開(kāi)關(guān)管死區(qū)時(shí)間及管壓降、電網(wǎng)電壓諧波等因素對(duì)網(wǎng)側(cè)電流波形畸變的影響關(guān)系,得到電流諧波分布規(guī)律。并對(duì)基于內(nèi)模原理的波形改善技術(shù)進(jìn)行了介紹。其次,以基于比例積分控制的經(jīng)典雙閉環(huán)控制為基礎(chǔ),分析了其對(duì)交流信號(hào)無(wú)法實(shí)現(xiàn)零穩(wěn)態(tài)誤差控制,導(dǎo)致諧波抑制能力較弱的性能缺陷。然后,研究了基于比例諧振控制的優(yōu)化雙閉環(huán)控制策略,利用其對(duì)指定頻率交流信號(hào)的無(wú)穩(wěn)態(tài)誤差跟蹤優(yōu)勢(shì),實(shí)現(xiàn)其對(duì)網(wǎng)側(cè)電流諧波的抑制能力和抗電網(wǎng)電壓諧波畸變干擾性能的提升,并搭建優(yōu)化雙閉環(huán)控制模型,對(duì)優(yōu)化控制算法進(jìn)行仿真驗(yàn)證。再次,分析了基于內(nèi)模原理的重復(fù)控制的物理和數(shù)學(xué)模型,以及同比例積分控制、比例諧振控制的內(nèi)在聯(lián)系。并結(jié)合單相脈沖整流器網(wǎng)側(cè)電流諧波分布特征,應(yīng)用奇數(shù)次重復(fù)控制器構(gòu)造控制內(nèi)模。并對(duì)重復(fù)控制器控制參數(shù)設(shè)計(jì)與穩(wěn)定性條件、誤差收斂速度、穩(wěn)態(tài)精度之間的聯(lián)系進(jìn)行了研究。然后結(jié)合重復(fù)控制穩(wěn)態(tài)誤差小和預(yù)測(cè)電流控制動(dòng)態(tài)響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn),搭建基于嵌入式奇數(shù)次重復(fù)控制內(nèi)模的預(yù)測(cè)電流控制模型,實(shí)現(xiàn)網(wǎng)側(cè)電流諧波的抑制及抗網(wǎng)壓諧波畸變性能的提升。最后,基于RT-LAB半實(shí)物平臺(tái)和TMS320F28335控制器的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),對(duì)以上三種控制算法進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了理論分析的正確性和控制方法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：單相脈沖整流器 諧波抑制 陷波濾波器 內(nèi)模原理 重復(fù)控制 比例諧振控制
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TM461
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 電流諧波產(chǎn)生機(jī)理12-13
• 1.2.2 電流諧波抑制技術(shù)13-18
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容18-19
• 第2章 單相PWM整流器諧波電流產(chǎn)生機(jī)理分析及抑制19-34
• 2.1 單相PWM整流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及數(shù)學(xué)模型19-24
• 2.1.1 工作原理與數(shù)學(xué)模型19-21
• 2.1.2 雙閉環(huán)控制模型21-24
• 2.2 諧波電流產(chǎn)生原因分析24-29
• 2.2.1 直流側(cè)電壓脈動(dòng)24-26
• 2.2.2 電網(wǎng)電壓諧波畸變26
• 2.2.3 開(kāi)關(guān)器件管壓降26-28
• 2.2.4 死區(qū)效應(yīng)28-29
• 2.3 內(nèi)模原理及波形改善技術(shù)29-33
• 2.3.1 內(nèi)模原理29-30
• 2.3.2 基于內(nèi)模原理的波形改善技術(shù)30-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第3章 基于PR控制內(nèi)模的整流器諧波抑制34-52
• 3.1 電壓外環(huán)控制及設(shè)計(jì)34-37
• 3.2 傳統(tǒng)電流內(nèi)環(huán)控制設(shè)計(jì)37-40
• 3.2.1 控制系統(tǒng)建模37-38
• 3.2.2 仿真分析38-40
• 3.3 基于PR控制內(nèi)模的電流環(huán)設(shè)計(jì)40-51
• 3.3.1 比例諧振控制基本原理40-43
• 3.3.2 諧波抑制及抗干擾性能43-46
• 3.3.3 PR控制器參數(shù)設(shè)計(jì)46-47
• 3.3.4 基于PR內(nèi)模的整流器控制建模47-49
• 3.3.5 仿真結(jié)果與分析49-51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 第4章 基于重復(fù)控制內(nèi)模的整流器諧波抑制52-72
• 4.1 重復(fù)控制基本原理52-57
• 4.1.1 重復(fù)控制器結(jié)構(gòu)52-56
• 4.1.2 嵌入式重復(fù)控制系統(tǒng)56-57
• 4.2 基于嵌入式重復(fù)控制內(nèi)模的無(wú)差拍預(yù)測(cè)電流控制57-64
• 4.2.1 無(wú)差拍預(yù)測(cè)控制57-59
• 4.2.2 重復(fù)控制內(nèi)模設(shè)計(jì)59-62
• 4.2.3 諧波抑制及抗干擾性能62-64
• 4.3 基于重復(fù)控制內(nèi)模的整流器雙閉環(huán)建模64-65
• 4.4 仿真與對(duì)比分析65-71
• 4.4.1 仿真分析65-67
• 4.4.2 基于內(nèi)模原理的三種控制技術(shù)對(duì)比67-71
• 4.5 本章小結(jié)71-72
• 第5章 基于RT-LAB的硬件在環(huán)半實(shí)物實(shí)驗(yàn)研究72-80
• 5.1 半實(shí)物實(shí)驗(yàn)平臺(tái)72-76
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)介紹72-74
• 5.1.2 控制程序設(shè)計(jì)74-76
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析76-79
• 5.3 本章小結(jié)79-80
• 結(jié)論80-82
• 致謝82-83
• 參考文獻(xiàn)83-87
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及參研的項(xiàng)目87

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