隨著清潔能源的發(fā)展,越來(lái)越多的變換裝置應(yīng)用到現(xiàn)代工業(yè)中。近年來(lái)以PWM變換器為基礎(chǔ)的各種控制技術(shù)廣泛被引入到功率變換裝置當(dāng)中,因其網(wǎng)側(cè)電流實(shí)現(xiàn)正弦波,功率因數(shù)近似為1,能量雙向流動(dòng)等優(yōu)點(diǎn),真正意義上實(shí)現(xiàn)清潔能源的可替代、高效、環(huán)保。本文首先介紹了PWM變換器的工作原理,詳細(xì)推導(dǎo)不同坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。其次,提出一種三相電壓型PWM變換器的滑模變結(jié)構(gòu)控制。充分利用滑模變結(jié)構(gòu)控制在誤差較小時(shí)能夠快速跟蹤的特性,而PI控制在內(nèi)環(huán)電流誤差較大的情況下表現(xiàn)良好的收斂性,給出一種PI控制和滑模變結(jié)構(gòu)控制相結(jié)合的控制策略,即內(nèi)環(huán)電流誤差較小時(shí),采用滑模變結(jié)構(gòu)控制;內(nèi)環(huán)電流誤差較大時(shí),采用PI控制。詳細(xì)推導(dǎo)滑動(dòng)模態(tài)的表達(dá)式,并對(duì)滑模變結(jié)構(gòu)機(jī)理詳細(xì)分析,給出系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性的分析,給出了分界值n的試驗(yàn),在MATLAB/Simulink中搭建全二階解耦雙閉環(huán)仿真模型,分析雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間和抗干擾性能,驗(yàn)證所提控制策略的正確性。此外,還研究了三相電壓型PWM變換器的模型預(yù)測(cè)功率控制。詳細(xì)推導(dǎo)目標(biāo)函數(shù)與構(gòu)造約束函數(shù),使得每個(gè)周期內(nèi)功率誤差最小,約束函數(shù)。借鑒SVPWM調(diào)制技術(shù),選擇合適的電壓矢量,計(jì)算相應(yīng)電壓矢量作用時(shí)間,同時(shí)給出系統(tǒng)的控制流程圖。在MATLAB/Simulink中建立預(yù)測(cè)功率仿真模型,分析了在不同運(yùn)行場(chǎng)景下的傅里葉函數(shù)變化(FFT)、網(wǎng)流負(fù)載有功調(diào)節(jié)能力,以及負(fù)載突變時(shí)網(wǎng)流側(cè)電壓抗負(fù)載擾動(dòng)能力,驗(yàn)證所提控制策略的有效性。最后,詳細(xì)介紹TMS320F2812硬件系統(tǒng)的工作原理,以及軟件設(shè)計(jì)部分的程序流程圖。
【學(xué)位單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM46
【部分圖文】：

直接電流控制采用跟蹤型 PWM 技術(shù)直接控制變換器的電流來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，選擇合適的 PWM 調(diào)制策略，來(lái)產(chǎn)生脈沖序列控制開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通與關(guān)斷。圖 1.1 給出了常用的三相電壓型 PWM 變換器的直接電流控制。網(wǎng)側(cè)電流ai 、bi 和ci 經(jīng)過(guò)兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo) dq 變換，得到直流分量di 和qi 分別與電壓外環(huán)調(diào)制而得的有功參考電流和給定的無(wú)功參考電流作比較，經(jīng)過(guò) PI 控制器后進(jìn)行兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo) dq 逆變換得到調(diào)制波電壓，調(diào)制波電壓與三角載波比較后驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，產(chǎn)生 6 路脈沖。

i圖 1.1 直接電流控制圖1.2 給出了常用的三相電壓型 PWM 變換器的間接電流控制。直流側(cè)電壓dcu 和參考電壓dcrefu 作比較，經(jīng) PI 控制器調(diào)制得到有功電流的給定值drefi 。電流內(nèi)環(huán)采用解耦控制消除有功電流和無(wú)功電流之間的耦合作用。 為 PWM 輸出側(cè)電壓cu 和電網(wǎng)電壓su 的相位差， 為脈沖信號(hào)的寬度角。該方法 和 必須密切配合，主要由主電路參數(shù)決定，但是裝置運(yùn)行會(huì)使參數(shù)產(chǎn)生偏移影響控制精度[5]。ωLωL d q = arctan u /u2 2d q =k u uqiqrefidcudcrefudidrefisuqudu 圖 1.2 間接電流控制直接電流控制和間接電流控制各自不同的特點(diǎn)和性能，總結(jié)如下幾方面：1）直接電流控制，一般采用 PWM 跟蹤技術(shù)，對(duì)開(kāi)關(guān)頻率要求高，能夠?qū)崟r(shí)快速跟蹤

0000101001232300 UiiRssRsRsdtUdtdidtdidcLLsLsdc矩陣，可得開(kāi)關(guān)函數(shù)與兩相靜止 坐標(biāo)系下 ()22()2132idcbcidcabcUUssUUsss 轉(zhuǎn) dq 坐標(biāo)系變化刻，d 軸與α軸重合，則靜止 坐標(biāo)系與旋2.5 的形式。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2856041