本文關鍵詞：基于DSP的三電平PWM整流器的控制策略研究

  更多相關文章： 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

【摘要】：整流器往往是中大功率用電設備的前級設備,電力系統(tǒng)中大量存在整流裝置。傳統(tǒng)的整流方式由于開關器件的開斷使得注入電網的電流不再是正弦波,這使得電網側功率因數惡化,注入電網的諧波電流劇增,造成電力環(huán)境的嚴重污染,尤其是大功率設備影響尤其明顯。與此同時,國內外相關組織對注入電網的諧波電流制定了嚴格標準。伴隨著控制理論的研究以及開關器件開關頻率的提高,PWM整流技術應運而生,PWM整流不僅使得整流器的電網側功率因數為1,而且大大降低注入電網的電流諧波含量(THD)。通過在雙路Boost并聯(lián)的單相PFC基礎上改進,本文提出了一種三相四線制結構的PWM整流器拓撲,該結構具有以下優(yōu)勢：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題；三相PWM整流器的控制方式可應用于單相PWM整流器,適用于功率容量低的場合。首先介紹了常見的PWM整流器拓撲結構,并對當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用前景。通過對單相PWM整流器主拓撲分析,計算電感電流紋波和直流輸出側電壓紋波與系統(tǒng)參數關系,進而推導出電感上下限以及電容的下限值,在電感下限值求取時,提出了求導求取紋波極值的方法,完成了PWM整流器關鍵元件設計方法研究。針對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)模式下對系統(tǒng)進行了小信號建模,并從穿越頻率和相角裕度的角度,設計了雙環(huán)控制的PI參數整定方法。通過分析電路參數與電感電流關系,找出了電感電流連續(xù)模式和斷續(xù)模式功率分界點,斷續(xù)模式下采用單環(huán)控制策略并通過仿真實驗驗證了控制策略的正確性。分析了LCL濾波相較于L型濾波對于網側電流畸變的影響,采用分步設計的思想,完成了LCL濾波的PWM整流器的系統(tǒng)參數設計,并通過繪制LCL濾波與L型濾波的波特圖,驗證了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MATLAB/SIMULINK環(huán)境中仿真驗證理論分析的準確性。
【關鍵詞】：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
【學位授予單位】：東南大學
【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整流器的控制技術發(fā)展現狀10-16
• 1.3.1 三相PWM整流器的主要拓撲11-13
• 1.3.2 三相PWM整流器的控制策略13-16
• 1.4 主要研究內容16-18
• 1.4.1 課題研究意義16-17
• 1.4.2 課題研究內容17-18
• 第二章 PWM整流器電感電容設計18-28
• 2.1 引言18
• 2.2 PWM整流器主拓撲分析18-20
• 2.3 整流器電感電容設計方法20-27
• 2.3.1 網側電感設計20-25
• 2.3.2 直流輸出側電容設計25-26
• 2.3.3 應用舉例26-27
• 2.4 本章小結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 電流內環(huán)設計33-37
• 3.3.2 公共電壓外環(huán)設計37-42
• 3.4 三相PWM整流器DCM模式下控制策略42-43
• 3.5 仿真實驗驗證43-49
• 3.5.1 額定負載狀態(tài)下穩(wěn)態(tài)運行波形44-46
• 3.5.2 動態(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整流器網側LCL濾波器設計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計原則53-54
• 4.4 LCL濾波器的設計步驟54-55
• 4.5 仿真驗證55-58
• 4.6 本章小節(jié)58-60
• 第五章 總結與展望60-62
• 5.1 本文工作總結60-61
• 5.2 未來工作展望61-62
• 致謝62-64
• 參考文獻64-67

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本文編號：605902