本文關(guān)鍵詞：VIENNA整流器SVPWM控制策略及中點電位平衡的研究

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【摘要】：多電平整流器以其功率器件承受電壓應力低、電流諧波含量少和無橋臂直通問題等優(yōu)點,逐漸成為高壓大功率場合的研究方向。由于存在硬件條件和控制復雜性的制約,目前的研究主要集中在三電平拓撲中。在眾多三電平整流器拓撲中,VIENNA整流器所使用的開關(guān)器件最少,拓撲結(jié)構(gòu)最為簡單,更容易實現(xiàn)高功率密度,因此對他的研究和分析很有實際意義。首先,針對于VIENNA整流器,給出了其工作原理,分析了整流器在不同開關(guān)狀態(tài)下的工作模態(tài)。在此基礎上分析了VIENNA整流器的工作特性,之后推導出VIENNA整流器在abc、dq兩種不同坐標系下基于開關(guān)函數(shù)的數(shù)學模型和等效電路。其次,在前面分析的基礎上,實現(xiàn)了在dq旋轉(zhuǎn)坐標系下對電流的解耦控制,建立了基于電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)框圖。并深入分析了SVPWM控制算法,實現(xiàn)了三電平SVPWM與兩電平SVPWM的等效,簡化了空間矢量合成算法的復雜度,便于數(shù)字化控制的實現(xiàn)。針對于VIENNA整流器存在的中點電位波動問題,本文在分析不同矢量的作用效果的基礎上,通過改變正負矢量作用時間比k,分析了在調(diào)制比小于0.875和大于0.875兩種情況下的中點電位控制算法。通過MATLAB/Simulink仿真驗證了理論分析的正確性。本文還搭建了一臺額定功率2k W、開關(guān)頻率為50k Hz、輸出電壓650V的試驗樣機,設計了基于TMS320F2812的數(shù)字控制系統(tǒng),給出了簡化的數(shù)字實現(xiàn)算法的程序流程框圖。通過仿真和實驗驗證:VIENNA整流器在基于SVPWM控制算法的電壓電流雙閉環(huán)控制策略下,具有諧波含量少、功率因數(shù)高的特點,且實驗樣機可以滿足系統(tǒng)指標要求。
【關(guān)鍵詞】：三電平 VIENNA整流器 SVPWM 中點電位波動
【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】：2015
【分類號】：TM461
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-19
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義8
• 1.2 PWM整流器研究現(xiàn)狀8-17
• 1.2.1 三相PWM整流器拓撲結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀9-14
• 1.2.2 VIENNA整流器控制策略的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀總結(jié)16-17
• 1.3 本課題主要研究的內(nèi)容17-19
• 第2章 VIENNA整流器工作原理分析19-30
• 2.1 VIENNA整流器工作原理分析19-21
• 2.2 VIENNA整流器應用特性分析21-22
• 2.3 VIENNA整流器數(shù)學模型的建立22-29
• 2.3.1 VIENNA整流器基于abc自然坐標系的數(shù)學模型22-26
• 2.3.2 VIENNA整流器基于dq旋轉(zhuǎn)坐標系的數(shù)學模型26-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章VIENNA整流器控制策略的分析30-43
• 3.1 VIENNA整流器的控制器設計30-34
• 3.1.1 電流內(nèi)環(huán)前饋解耦設計30-32
• 3.1.2 電流內(nèi)環(huán)PI控制參數(shù)設計32-33
• 3.1.3 電壓外環(huán)PI控制參數(shù)設計33-34
• 3.2 三電平和兩電平空間矢量調(diào)制的等效34-38
• 3.3 VIENNA整流器中點電位平衡的研究38-42
• 3.3.1 中點電位平衡的基本原理38-40
• 3.3.2 調(diào)制比小于 0.876 的情況40-41
• 3.3.3 調(diào)制比大于 0.876 的情況41-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第4章 主電路與控制電路設計43-50
• 4.1 主電路設計43-46
• 4.1.1 輸入濾波電感的設計43-45
• 4.1.2 功率二極管和開關(guān)管設計45-46
• 4.1.3 輸出電容設計46
• 4.2 控制電路設計46-49
• 4.2.1 采樣電路設計46-47
• 4.2.2 隔離驅(qū)動電路47-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 第5章 系統(tǒng)仿真與實驗結(jié)果分析50-59
• 5.1 系統(tǒng)仿真50-53
• 5.1.1 穩(wěn)態(tài)仿真50-52
• 5.1.2 動態(tài)仿真52-53
• 5.2 實驗樣機的搭建53-55
• 5.2.1 硬件部分53
• 5.2.2 軟件部分53-55
• 5.3 實驗結(jié)果與分析55-57
• 5.4 本章小結(jié)57-59
• 結(jié)論59-60
• 參考文獻60-64
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文64-66
• 致謝66

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 陳賢明;呂宏水;劉國華;王偉;朱曉東;;三相整流橋PFC電路拓撲的分析及控制[J];電力電子;2009年06期

2 王英武;王俊峰;劉佑寶;王凱;;DC/DC變換器小信號建模與補償網(wǎng)絡設計[J];電力電子技術(shù);2009年03期

3 劉嫣婷;趙志旺;;三電平PWM整流器空間矢量控制的全數(shù)字實現(xiàn)[J];電源世界;2013年01期

4 陳娟;何英杰;王新宇;劉進軍;;三電平空間矢量與載波調(diào)制策略統(tǒng)一理論的研究[J];中國電機工程學報;2013年09期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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本文編號：550452