本文關(guān)鍵詞：基于DSP的三電平PWM整流器的控制策略研究

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【摘要】：整流器往往是中大功率用電設(shè)備的前級(jí)設(shè)備,電力系統(tǒng)中大量存在整流裝置。傳統(tǒng)的整流方式由于開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)斷使得注入電網(wǎng)的電流不再是正弦波,這使得電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)惡化,注入電網(wǎng)的諧波電流劇增,造成電力環(huán)境的嚴(yán)重污染,尤其是大功率設(shè)備影響尤其明顯。與此同時(shí),國(guó)內(nèi)外相關(guān)組織對(duì)注入電網(wǎng)的諧波電流制定了嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)。伴隨著控制理論的研究以及開(kāi)關(guān)器件開(kāi)關(guān)頻率的提高,PWM整流技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,PWM整流不僅使得整流器的電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)為1,而且大大降低注入電網(wǎng)的電流諧波含量(THD)。通過(guò)在雙路Boost并聯(lián)的單相PFC基礎(chǔ)上改進(jìn),本文提出了一種三相四線制結(jié)構(gòu)的PWM整流器拓?fù)?該結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)勢(shì)：使用電感較少,并降低制造成本,并且避免了電感單向磁化問(wèn)題；三相PWM整流器的控制方式可應(yīng)用于單相PWM整流器,適用于功率容量低的場(chǎng)合。首先介紹了常見(jiàn)的PWM整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),并對(duì)當(dāng)目前整流器控制策略做了綜述,闡述了三相四線制PWM整流器的研究意義與應(yīng)用前景。通過(guò)對(duì)單相PWM整流器主拓?fù)浞治?計(jì)算電感電流紋波和直流輸出側(cè)電壓紋波與系統(tǒng)參數(shù)關(guān)系,進(jìn)而推導(dǎo)出電感上下限以及電容的下限值,在電感下限值求取時(shí),提出了求導(dǎo)求取紋波極值的方法,完成了PWM整流器關(guān)鍵元件設(shè)計(jì)方法研究。針對(duì)整流器在電感電流連續(xù)模式和斷續(xù)模式下分別采用了雙環(huán)控制和單環(huán)控制策略,電感電流連續(xù)模式下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了小信號(hào)建模,并從穿越頻率和相角裕度的角度,設(shè)計(jì)了雙環(huán)控制的PI參數(shù)整定方法。通過(guò)分析電路參數(shù)與電感電流關(guān)系,找出了電感電流連續(xù)模式和斷續(xù)模式功率分界點(diǎn),斷續(xù)模式下采用單環(huán)控制策略并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了控制策略的正確性。分析了LCL濾波相較于L型濾波對(duì)于網(wǎng)側(cè)電流畸變的影響,采用分步設(shè)計(jì)的思想,完成了LCL濾波的PWM整流器的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì),并通過(guò)繪制LCL濾波與L型濾波的波特圖,驗(yàn)證了LCL濾波器在電感電流連續(xù)模式下的雙環(huán)控制策略不變性,最后通過(guò)MATLAB/SIMULINK環(huán)境中仿真驗(yàn)證理論分析的準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：三相四線制PWM整流器 雙環(huán)控制 斷續(xù)模式 單環(huán)控制 LCL濾波
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM461
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 課題研究背景8-9
• 1.2 三相PWM整流器綜述9-10
• 1.3 PWM整流器的控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀10-16
• 1.3.1 三相PWM整流器的主要拓?fù)?/span>11-13
• 1.3.2 三相PWM整流器的控制策略13-16
• 1.4 主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 1.4.1 課題研究意義16-17
• 1.4.2 課題研究?jī)?nèi)容17-18
• 第二章 PWM整流器電感電容設(shè)計(jì)18-28
• 2.1 引言18
• 2.2 PWM整流器主拓?fù)浞治?/span>18-20
• 2.3 整流器電感電容設(shè)計(jì)方法20-27
• 2.3.1 網(wǎng)側(cè)電感設(shè)計(jì)20-25
• 2.3.2 直流輸出側(cè)電容設(shè)計(jì)25-26
• 2.3.3 應(yīng)用舉例26-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 三相PWM整流器控制策略28-50
• 3.1 引言28-29
• 3.2 電感電流模式分析29-32
• 3.3 PWM整流器CCM模式下控制策略32-42
• 3.3.1 電流內(nèi)環(huán)設(shè)計(jì)33-37
• 3.3.2 公共電壓外環(huán)設(shè)計(jì)37-42
• 3.4 三相PWM整流器DCM模式下控制策略42-43
• 3.5 仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證43-49
• 3.5.1 額定負(fù)載狀態(tài)下穩(wěn)態(tài)運(yùn)行波形44-46
• 3.5.2 動(dòng)態(tài)變化波形46-47
• 3.5.3 斷續(xù)模式下單環(huán)控制仿真47-49
• 3.6 本章小節(jié)49-50
• 第四章 PWM整流器網(wǎng)側(cè)LCL濾波器設(shè)計(jì)50-60
• 4.1 引言50
• 4.2 LCL濾波的PWM整流器分析50-53
• 4.3 LCL濾波器的制約條件以及設(shè)計(jì)原則53-54
• 4.4 LCL濾波器的設(shè)計(jì)步驟54-55
• 4.5 仿真驗(yàn)證55-58
• 4.6 本章小節(jié)58-60
• 第五章 總結(jié)與展望60-62
• 5.1 本文工作總結(jié)60-61
• 5.2 未來(lái)工作展望61-62
• 致謝62-64
• 參考文獻(xiàn)64-67

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本文編號(hào)：605902