本文關(guān)鍵詞：三相三線制VIENNA整流器研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,特別是功率半導體器件制造工藝以及計算機控制技術(shù)的不斷進步,電力電子裝置得到越來越多的應用,其在提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量等方面扮演者重要的角色,已經(jīng)成為實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)自動化的重要基礎(chǔ)設備。但是由于電力電子裝置具有強非線性的特點,在其工作過程中會產(chǎn)生諧波和無功功率,若不對這些諧波和無功功率進行治理,這些諧波和無功功率一旦注入到電網(wǎng)中,會對電網(wǎng)造成“污染”。因此,如何提高電力電子設備的功率因數(shù)(PF)以及降低電流總諧波畸變率(THD)成為目前亟需解決的問題。VIENNA整流器作為一種比較典型的三相整流拓撲結(jié)構(gòu),具有功率因數(shù)高、開關(guān)應力低、開關(guān)器件少等、可靠性高等特性,有非常廣闊的研究價值和應用前景。本文分析了VIENNA整流器拓撲結(jié)構(gòu)和工作原理,利用狀態(tài)空間平均法得到了其在三相ABC坐標系下及d-q坐標系下的狀態(tài)空間平均方程,并由此得到其在不同坐標系中的等效電路。同時對VIENNA整流器主電路設計方法進行了研究,并由此對拓撲的關(guān)鍵參數(shù)進行了設計。分析了常規(guī)三電平轉(zhuǎn)兩電平SVPWM控制策略。針對VIENNA整流器在應用三電平轉(zhuǎn)兩電平SVPWM控制策略時在扇區(qū)轉(zhuǎn)換處電流發(fā)生畸變造成的位移功率因數(shù)下降的問題,分析了問題產(chǎn)生的原因,在三電平轉(zhuǎn)兩電平SVPWM控制策略的基礎(chǔ)上設計了一種七段式和五段式結(jié)合的矢量分配方式的SVPWM控制策略,并對該控制策略的控制過程進行了詳細分析。最后在MATLAB中搭建相應的仿真模型進行了仿真分析,對本章設計的控制策略的有效性進行了驗證。本文基于VIENNA整流器在d-q坐標系下的數(shù)學模型設計了控制器,通過電流前饋解耦的方式實現(xiàn)了對電流解耦,由此建立了基于PI調(diào)節(jié)的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)。針對該控制系統(tǒng)中電流中含有較多特定次數(shù)的諧波而造成的諧波功率因數(shù)下降的問題,在PI電流環(huán)的基礎(chǔ)上,本文設計了一種PI和PR結(jié)合而成的PIR電流內(nèi)環(huán)控制器,該控制器不僅可以實現(xiàn)對電流的無靜差跟蹤,還能實現(xiàn)對特定諧波進行濾除的功能。最后在MATLAB中搭建相應的仿真模型進行了仿真分析,對本章設計的有效性進行了驗證。本文根據(jù)本課題的應用場合和功能要求,給出了整個系統(tǒng)的軟硬件設計。搭建了一臺以DSPF28069為核心10 k W的VIENNA整流器樣機,對該樣機進行了軟硬件調(diào)試及實驗結(jié)果進行了分析,驗證了本文設計的合理性。
【關(guān)鍵詞】：VIENNA整流器 SVPWM控制 PIR控制 電流畸變
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)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1章 緒論9-16
• 1.1 課題研究的背景及意義9
• 1.2 功率因數(shù)校正技術(shù)的發(fā)展概述9-11
• 1.3 三相PWM整流器拓撲結(jié)構(gòu)發(fā)展11-14
• 1.4 三線三相式VIENNA整流器控制策略14-15
• 1.5 本文的主要研究內(nèi)容15-16
• 第2章 VIENNA整流器的設計16-26
• 2.1 VIENNA整流器的工作原理16-18
• 2.1.1 VIENNA整流器拓撲結(jié)構(gòu)16
• 2.1.2 電路工作原理分析16-18
• 2.2 VIENNA整流器數(shù)學模型18-24
• 2.3 VIENNA整流器的主電路參數(shù)設計24-25
• 2.3.1 直流側(cè)電容參數(shù)設計24-25
• 2.3.2 交流側(cè)電感參數(shù)設計25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 針對過零畸變改進型SVPWM算法26-40
• 3.1 常規(guī)三電平轉(zhuǎn)兩電平SVPWM控制26-32
• 3.1.1 三電平空間矢量分布26-27
• 3.1.2 三電平轉(zhuǎn)兩電平SVPWM調(diào)制方法27-31
• 3.1.3 七段式矢量合成法31-32
• 3.2 針對過零畸變的SVPWM三電平轉(zhuǎn)兩電平算法32-39
• 3.2.1 三電平轉(zhuǎn)兩電平SVPWM算法中電流畸變產(chǎn)生原因32
• 3.2.2 改進型SVPWM的基本原理32-39
• 3.3 本章小結(jié)39-40
• 第4章 VIENNA整流器控制策略分析40-52
• 4.1 雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的設計40-44
• 4.1.1 電流內(nèi)環(huán)設計40-43
• 4.1.2 電壓外環(huán)設計43-44
• 4.2 引入PIR控制器的電流內(nèi)環(huán)設計44-51
• 4.2.1 PIR控制器的原理44-46
• 4.2.2 比例諧振控制器的參數(shù)設計46-51
• 4.3 本章小結(jié)51-52
• 第5章 實驗系統(tǒng)設計及實驗結(jié)果分析52-60
• 5.1 硬件電路設計52-53
• 5.1.1 交流側(cè)電流采樣調(diào)理電路52
• 5.1.2 直流側(cè)電壓采樣調(diào)理電路52-53
• 5.1.3 交流側(cè)電壓采樣電路53
• 5.2 系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)設計53-55
• 5.3 實驗結(jié)果分析55-59
• 5.4 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻61-66
• 致謝66

  本文關(guān)鍵詞：三相三線制VIENNA整流器研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：472083