發(fā)布時間：2017-05-20 04:02

  本文關(guān)鍵詞：PWM整流器控制策略的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 近年來,隨著電力電子裝置的廣泛應(yīng)用,如何減少各種電力電子設(shè)備給電網(wǎng)帶來的諧波污染,實現(xiàn)“綠色”電能變換成為目前電力電子技術(shù)研究的重點之一。在眾多諧波治理措施中,使用PWM整流器來調(diào)節(jié)網(wǎng)側(cè)功率因數(shù),實現(xiàn)能量雙向流動這一主動改善電能質(zhì)量的技術(shù)得到了深入的研究和發(fā)展。本文基于三相兩電平PWM整流器結(jié)構(gòu),對PWM整流器及其控制策略進行了研究。 PWM整流器的工作原理及數(shù)學模型是實現(xiàn)整流器控制的基礎(chǔ)。本文分析了PWM整流器各種工作狀態(tài)的工作原理,基于開關(guān)函數(shù)和占空比兩種描述方法建立了PWM整流器的交流數(shù)學模型,并利用等幅值坐標變換得到了適合于仿真和控制系統(tǒng)設(shè)計的直流模型。 PWM整流器的參數(shù)設(shè)計是保證其能穩(wěn)定工作的前提條件。本文在數(shù)學模型的基礎(chǔ)上,推導計算了PWM整流器穩(wěn)態(tài)工作時的電感和電容參數(shù),給出了穩(wěn)態(tài)工作時調(diào)制度的表達形式,為控制系統(tǒng)的實驗提供了理論依據(jù)。 對PWM整流器的有效控制是實現(xiàn)其改善電網(wǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù)。本文重點分析了滯環(huán)電流控制和電流前饋解耦控制兩種控制策略,并對控制器的參數(shù)進行了設(shè)計,為PWM整流器的控制奠定了理論基礎(chǔ)。 PWM整流器高效控制的實現(xiàn)依賴于高性能的控制系統(tǒng)。本文針對PWM整流器的數(shù)學模型和電路模型搭建了滯環(huán)電流控制和電流前饋解耦控制的仿真模型,并進行了仿真研究,對控制效果進行了分析比較,驗證了控制系統(tǒng)設(shè)計的正確性。 硬件平臺的搭建是PWM整流器控制系統(tǒng)實現(xiàn)的基礎(chǔ)。本文基于DSP和FPGA設(shè)計了PWM整流器控制系統(tǒng),詳細分析了硬件設(shè)計的原則、硬件電路的結(jié)構(gòu)及硬件具體實現(xiàn)的功能。 最后,基于PWM整流器實驗平臺,對于PWM整流器的各種控制策略進行了實驗驗證,給出了詳細的控制流程圖,分析比較了實驗結(jié)果。實驗結(jié)果表明本文所設(shè)計的PWM整流器控制系統(tǒng)可以穩(wěn)定工作,并獲得良好的動態(tài)性能。
【關(guān)鍵詞】：PWM整流器 數(shù)學模型 控制策略 DSP FPGA
【學位授予單位】：北方工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2009
【分類號】：TM461
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 引言9-11
• 1 緒論11-17
• 1.1 課題研究背景及意義11-12
• 1.2 整流器的拓撲結(jié)構(gòu)和研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 PWM整流器拓撲結(jié)構(gòu)12-15
• 1.2.2 PWM整流器研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容16-17
• 2 三相電壓源型PWM整流器17-42
• 2.1 PWM整流器的工作原理17-20
• 2.2 PWM整流器的數(shù)學模型20-34
• 2.2.1 等幅值坐標變換20-24
• 2.2.2 采用開關(guān)函數(shù)描述的一般數(shù)學模型24-28
• 2.2.3 采用占空比描述的低頻數(shù)學模型28-34
• 2.3 PWM整流器穩(wěn)態(tài)計算及參數(shù)設(shè)計34-41
• 2.3.1 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)解34-37
• 2.3.2 交流側(cè)電感設(shè)計37-39
• 2.3.3 直流側(cè)電容設(shè)計39-40
• 2.3.4 系統(tǒng)設(shè)計舉例40-41
• 2.4 小結(jié)41-42
• 3 PWM整流器控制策略及仿真研究42-60
• 3.1 PWM整流器間接電流控制策略42-43
• 3.2 PWM整流器直接電流控制策略43-48
• 3.2.1 滯環(huán)電流PWM控制策略43-45
• 3.2.2 基于電流前饋解耦的PWM控制策略45-48
• 3.3 控制系統(tǒng)設(shè)計及PI參數(shù)計算48-52
• 3.3.1 電流內(nèi)環(huán)設(shè)計49-51
• 3.3.2 電壓外環(huán)設(shè)計51-52
• 3.4 PWM整流器控制策略的仿真研究52-59
• 3.4.1 滯環(huán)電流PWM控制仿真52-56
• 3.4.2 電流前饋解耦的SVPWM控制仿真56-59
• 3.5 小結(jié)59-60
• 4 基于DSP與FPGA的PWM整流器控制系統(tǒng)60-81
• 4.1 DSP與FPGA在電力電子系統(tǒng)中的應(yīng)用60-64
• 4.1.1 數(shù)字信號處理器TMS320VC3362-63
• 4.1.2 現(xiàn)場可編程門陣列EP2C5Q208C763-64
• 4.2 基于DSP與FPGA的控制系統(tǒng)設(shè)計64-75
• 4.2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計64-66
• 4.2.2 系統(tǒng)各部分功能說明66-75
• 4.3 PWM整流器控制流程圖75-80
• 4.3.1 系統(tǒng)總體控制流程圖75-77
• 4.3.2 系統(tǒng)各部分控制流程圖77-80
• 4.4 小結(jié)80-81
• 5 PWM整流器實驗結(jié)果及分析81-86
• 5.1 不控整流實驗81
• 5.2 滯環(huán)電流控制實驗81-82
• 5.3 電流前饋解耦的SVPWM整流實驗82-85
• 5.3.1 開環(huán)穩(wěn)態(tài)整流實驗83
• 5.3.2 電流閉環(huán)整流實驗83-84
• 5.3.3 電壓電流雙閉環(huán)整流實驗84-85
• 5.4 小結(jié)85-86
• 結(jié)論與展望86-88
• 參考文獻88-93
• 附錄A 空間矢量PWM算法93-100
• A.1 SVPWM與SPWM比較93-94
• A.2 PWM整流器空間電壓矢量描述94-96
• A.3 伏秒等效原理與SVPWM算法96-100
• 在學研究成果100-101
• 致謝101

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