本文選題：LCL濾波器 + PWM整流器�。� 參考：《河南科技大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：三相電壓型PWM整流器具有電網(wǎng)側(cè)輸入電流正弦化，，能夠達(dá)到單位功率因數(shù)控制，直流側(cè)電壓穩(wěn)定可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，在電氣傳動、新能源發(fā)電和高壓直流輸電等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但是三相PWM整流器會產(chǎn)生高次諧波，其會對一些敏感的負(fù)載設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重影響，也會產(chǎn)生能量損耗。若增大整流器前端電感值，可以減少諧波，但是會影響系統(tǒng)的動態(tài)性能，并且使成本和體積增加。LCL濾波器可以由較小的電感值來達(dá)到較好的濾波效果，可以有效地抑制進(jìn)網(wǎng)電流的高次諧波，同時(shí)電感還可以起到抑制沖擊電流的作用，不但使系統(tǒng)具有很好的動態(tài)性能，而且可以降低成本和減小體積,因此深入研究LCL濾波的PWM整流器控制策略具有重大的理論意義和重要的實(shí)用價(jià)值。 首先分析了LCL濾波的三相電壓型PWM整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，分別建立了在a-b-c坐標(biāo)系下、α-β坐標(biāo)系下和d-q坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型，對LCL濾波器的性能、參數(shù)設(shè)計(jì)方法和阻尼方法進(jìn)行了詳細(xì)分析。其次，詳細(xì)介紹了固定開關(guān)頻率控制策略的原理和特性，然后針對LCL濾波器存在的諧振問題，提出一種基于LCL濾波的PWM整流器無阻尼控制策略。利用系統(tǒng)延時(shí)和固定開關(guān)頻率控制本身的阻尼，通過調(diào)節(jié)PI調(diào)節(jié)器的采樣時(shí)間實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定，采用簡化電容傳感器設(shè)計(jì)，優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。仿真結(jié)果表明，系統(tǒng)動態(tài)性能良好，網(wǎng)側(cè)電流諧波明顯減少，LCL濾波器產(chǎn)生的諧振得到了有效抑制。第三，對傳統(tǒng)的基于L濾波的三相PWM整流器直接功率控制策略進(jìn)行分析，然后對無阻尼LCL濾波的PWM整流器直接功率控制策略進(jìn)行了詳細(xì)的分析，仿真結(jié)果驗(yàn)證了無阻尼LCL濾波的PWM整流器直接功率控制策略的優(yōu)越性能。 最后，設(shè)計(jì)完成了LCL濾波的PWM整流器控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺，并對硬件電路和軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，直流側(cè)輸出電壓穩(wěn)定，網(wǎng)側(cè)電流畸變率低，LCL濾波器產(chǎn)生的諧振得到了有效抑制，基本達(dá)到了預(yù)期控制效果。
[Abstract]:Three-phase voltage source PWM rectifier has the advantages of sinusoidal input current on the grid side, can achieve unit power factor control, and the DC side voltage is stable and adjustable. New energy generation and HVDC transmission are widely used. But the three-phase PWM rectifier will produce high harmonic, which will have a serious impact on some sensitive load equipment, and will also produce energy loss. If the inductance of the rectifier is increased, the harmonic can be reduced, but the dynamic performance of the system will be affected, and the cost and volume of the. LCL filter can be increased by a smaller inductance to achieve a better filtering effect. It can effectively suppress the high order harmonics of the incoming current, and the inductor can also restrain the impulse current, which not only makes the system have very good dynamic performance, but also reduces the cost and volume. Therefore, it is of great theoretical significance and practical value to study the control strategy of PWM rectifier with LCL filter. Firstly, the topology of three-phase voltage-source rectifier is analyzed, and the mathematical models in a-b-c coordinate system, 偽-尾 coordinate system and d-q coordinate system are established respectively. The parameter design method and damping method are analyzed in detail. Secondly, the principle and characteristics of the fixed switching frequency control strategy are introduced in detail. Then, aiming at the resonance problem of the LCL filter, an undamped control strategy for the PWM rectifier based on the LCL filter is proposed. By adjusting the sampling time of Pi regulator, the system stability is realized by using the damping of system delay and fixed switch frequency control, and the system structure is optimized by using simplified capacitive sensor design. The simulation results show that the dynamic performance of the system is good, and the harmonics on the grid side can effectively reduce the resonance generated by the LCL filter. Thirdly, the direct power control strategy of traditional three-phase PWM rectifier based on L filter is analyzed, and then the direct power control strategy of undamped LCL filter is analyzed in detail. The simulation results verify the superior performance of the direct power control strategy of the undamped LCL filter PWM rectifier. Finally, the experiment platform of PWM rectifier control system with LCL filter is designed, and the hardware circuit and software design are analyzed in detail. The experimental results show that the output voltage of DC side is stable and the resonance generated by LCL filter with low current distortion rate on the grid side is effectively suppressed and the desired control effect is basically achieved.
【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM461

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2107249