【摘要】：工信部在2017年的中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展國際論壇上披露,正在研究制定停止生產(chǎn)銷售傳統(tǒng)能源汽車的時間表,世界的主要國家也發(fā)布了各自國家的禁售傳統(tǒng)能源汽車的時間表,大多都在2025年到2040年之間。為了代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源汽車的市場,大規(guī)模發(fā)展新能源汽車已成定局,而隨著電動汽車行業(yè)的勃勃生機,為電動汽車充電的設備,也就是充電樁設備是必不可少的,而充電樁中的充電模塊的性能對電網(wǎng)具有很大的影響,所以提高充電模塊的性能指標是非常重要的問題。只有高效率、高功率因數(shù)、低THD的充電模塊才能給電網(wǎng)帶來良好的供電環(huán)境,解決功率因數(shù)的問題,主要是通過改善輸入電壓與輸入電流的相位來改善功率因數(shù),由此業(yè)界提出各種功率因數(shù)校正的電路。本文所采用的功率因數(shù)校正電路為三相VIENNA整流拓撲結(jié)構(gòu),這是一款三相三電平Boost型中點箝位電路,具有高功率因數(shù)、低THD、功率開關(guān)數(shù)量少、開關(guān)管所承受的電壓應力小等特點。充電模塊主要由前級三相VIENNA整流電路、后級LLC諧振變換電路組成,本文所研究的主要是前級三相VIENNA整流器電路,主要設計主要包括:(1)三相VIENNA整流器拓撲的原理和主要器件的參數(shù)選擇。首先介紹幾種常用的功率因數(shù)校正電路,分析功率因數(shù)校正電路的發(fā)展過程,并分析各電路的優(yōu)缺點,在此基礎(chǔ)上選擇三相VIENNA整流拓撲電路作為功率因數(shù)校正主電路,并根據(jù)參數(shù)設計目標對主電路運行過程進行分析,計算得到電路主要器件的參數(shù)。(2)系統(tǒng)功率主電路及控制器設計。根據(jù)對充電模塊主電路的參數(shù)分析,選擇出相關(guān)電路器件,基于三相VIENNA整流器拓撲設計出功率主電路,同時,設計了輔助電源供電,提供3.3V、5V等電壓等級電源,確保為各電路芯片穩(wěn)定供電,采用高精密集成運放設計出采樣調(diào)理電路,實現(xiàn)對輸入與輸出電壓、電流的準確采樣,為系統(tǒng)閉環(huán)控制提供硬件基礎(chǔ)。通過建立三相VIENNA整流器的三相靜止abc坐標系和dq旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學模型,SVPWM調(diào)制技術(shù)研究三相整流器控制策略,設計出系統(tǒng)控制環(huán)路。采用TMS320F28032作為主控芯片設計出控制器電路,并對系統(tǒng)主程序、PWM子程序、定時器子程序等程序設計,完成了系統(tǒng)軟件設計。(3)仿真實驗與結(jié)果分析。根據(jù)設計電路、器件參數(shù)、控制策略,利用Matlab中的Simulink搭建了系統(tǒng)仿真平臺,仿真驗證了設計的合理性和有效性。然后制作出主電路、輔助電源、保護電路、IGBT驅(qū)動電路、采樣電路、控制電路等,搭建了系統(tǒng)實驗樣機,與后級LLC諧振變換器模塊進行了聯(lián)機調(diào)試,驗證了設計的合理性和有效性。
【圖文】：

圖 1-6 三相 VIENNA 整流器的工作模式論文各部分內(nèi)容概括如下:第一章 緒論，本章節(jié)主要介紹的是研究本課題的目的與意義，同時分析了題的研究背景與發(fā)展前景，介紹了各種功率因數(shù)校正電路，熟悉功率因數(shù)校正發(fā)展與變化，最后則是介紹一下本文主要的研究內(nèi)容。第二章 本章節(jié)主要研究的三相 VIENNA 主電路，著重分析 VIENNA 整流的工作原理以及整個 VIENNA 電路拓撲和運行，然后建立數(shù)學模型，這樣更便進行控制分析以及進行電路的設計。第三章 本章節(jié)主要介紹的是前級 PFC 的電路功率電路的設計，主要介紹本文設計的主電路的雙向開關(guān)管的工作方式，以及整個原理圖的實際考慮，并主電路關(guān)鍵器件的選擇做出來解釋，分析了原因。第四章 本章節(jié)主要介紹的控制系統(tǒng)電路的設計以及軟件部分的設計，其控制部分主要介紹整個控制系統(tǒng)的設計，包括最小控制系統(tǒng)，IGBT 部分電路

之前幾個章節(jié)著重的介紹了三相 VIENNA 的原理以及其工作方式和控制策略，同時對 PFC 部分的電路做出了設計，以及系統(tǒng)的軟件也進行設計。為了更有效的分析這些電路以及檢測整個系統(tǒng)運行的合理性，所以需要首先進行仿真實驗，驗證合理性，然后，根據(jù)原理圖，先繪制出各個模塊的單獨的原理圖進行打板分塊調(diào)試，驗證原理圖的合理性。5.1 軟件仿真本文的仿真實驗的平臺是 Matlab[49]里的 Simulink，根據(jù)之前選擇的三相VIENNA 拓撲結(jié)構(gòu)，以及之前的數(shù)學模型以及控制算法在 Simulink 中搭建該拓撲結(jié)構(gòu)并分別在開環(huán)和閉環(huán)兩種情況下仿真得到波形并進行比較，，通過比較分析原理圖的合理性。圖 5-1 所示為搭建的仿真平臺。
【學位授予單位】：安徽工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM461

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 韋徵;陳新;陳杰;龔春英;樊軼;;輸入電壓不平衡時三相PFC整流器改進單周期控制策略研究[J];電工技術(shù)學報;2014年10期

2 王智;方煒;劉曉東;;數(shù)字控制的單周期PFC整流器的設計與分析[J];中國電機工程學報;2014年21期

3 韋徵;陳新;陳杰;龔春英;樊軼;;三相PFC整流器改進單周期控制策略[J];電工技術(shù)學報;2014年06期

4 宋崇輝;李坤;邊春元;孟凡紅;;加入死區(qū)作用范圍閉環(huán)的三電平整流器諧波抑制[J];電機與控制學報;2014年05期

5 孫強;趙子龍;陳桂濤;黃西平;;基于CCM的BoostPFC變換器的研究[J];電力電子技術(shù);2014年01期

6 韋徵;陳新;陳杰;龔春英;樊軼;;基于單周期控制的三相PFC整流器輸入電流相位滯后及閉環(huán)補償[J];中國電機工程學報;2013年33期

7 林壯;李賓;姚文熙;呂征宇;;基于LCL濾波的Vienna整流器占空比前饋控制[J];電力電子技術(shù);2013年07期

8 宋衛(wèi)章;黃駿;鐘彥儒;汪麗娟;;帶中點電位平衡控制的Vienna整流器滯環(huán)電流控制方法[J];電網(wǎng)技術(shù);2013年07期

9 韋徵;陳新;樊軼;龔春英;;單周期控制的三相三電平VIENNA整流器輸出中點電位分析及控制方法研究[J];中國電機工程學報;2013年15期

10 樊軼;韋徵;陳杰;龔春英;;單周期控制VIENNA整流器的研究[J];電力電子技術(shù);2013年02期

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 馬輝;三相VIENNA整流器調(diào)制技術(shù)及非線性控制策略研究[D];華南理工大學;2016年

相關(guān)碩士學位論文 前6條

1 趙小品;基于VIENNA整流器的機載電源PFC研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

2 趙齊齊;應用于電動汽車充電機的高功率密度三相VIENNA整流器研究[D];揚州大學;2015年

3 陳堯;7.5kW充電機三相三電平VIENNA整流器的研究與設計[D];電子科技大學;2015年

4 王曉強;VIENNA整流器的研究[D];北京交通大學;2014年

5 雷云;基于單周期控制的三相VIENNAPFC電路設計[D];西安科技大學;2013年

6 劉磊;IGBT串聯(lián)均壓技術(shù)的研究[D];南京航空航天大學;2009年

本文編號：2616173