本文關鍵詞：三相電壓型PWM整流器復合迭代控制策略研究

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【摘要】：隨著電力電子技術的迅猛發(fā)展,出現(xiàn)了各式各樣的變流裝置。整流器作為連接電網(wǎng)與用電設備的接口,成為當下研究的熱點。但是傳統(tǒng)整流裝置存在功率因數(shù)低,諧波含量高等缺點,對電力系統(tǒng)和用戶造成很大的危害。本文采用一種“主動式”解決方案對產(chǎn)生無功功率和諧波的裝置自身進行改造。PWM整流器能夠實現(xiàn)直流側輸出電壓恒定,網(wǎng)側電壓電流同相位,且能量能夠雙向流動,諧波含量低,因而在許多領域得到了廣泛應用。首先,本文介紹了PWM整流器的研究背景和意義,并從三個方面分析了其研究現(xiàn)狀。然后研究了它的幾種常用拓撲結構并選定三相半橋電壓型PWM整流器作為本文的研究對象,隨后構建了其在三相靜止abc坐標系和兩相同步旋轉dq坐標系下的數(shù)學模型,為后文控制器設計做了較好的鋪墊。其次,本文選用了基于固定開關頻率的SVPWM電流控制方案對系統(tǒng)進行研究和設計。針對傳統(tǒng)PI控制不能很好地平衡系統(tǒng)的動、靜態(tài)性能以及死區(qū)等周期性擾動帶來的波形畸變等影響,因而提出將迭代學習控制運用到系統(tǒng)控制中。隨后設計了復合迭代控制器,并給出相應的收斂條件,然后驗證了迭代學習算法的收斂性。其中,電壓外環(huán)采用復合迭代控制策略,得到穩(wěn)定直流輸出電壓的同時抑制周期性擾動所帶來的影響。電流內環(huán)選用傳統(tǒng)PI控制,按照電壓外環(huán)輸出的電流指令實現(xiàn)整流器的高功率因數(shù)和低諧波運行。針對正弦脈寬調制(SPWM)電壓利用率低和動態(tài)響應慢等問題,提出將空間矢量脈寬調制(SVPWM)用于整流器控制中,并詳細分析其具體實現(xiàn)過程。最后,通過仿真實驗驗證了本文所提出的復合控制策略是否具有可行性和明顯的優(yōu)越性。
【關鍵詞】：PWM整流器 迭代學習控制 SVPWM調制 諧波抑制 復合控制
【學位授予單位】：太原科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM461
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 課題背景和意義9-10
• 1.2 PWM整流器的研究現(xiàn)狀10-13
• 1.3 三相電壓型PWM整流器的調制方式13-15
• 1.3.1 SPWM調制13-14
• 1.3.2 SVPWM調制14-15
• 1.4 迭代學習控制介紹15-17
• 1.4.1 迭代學習控制概述15-16
• 1.4.2 迭代學習控制的研究內容16
• 1.4.3 迭代學習控制的發(fā)展趨勢16-17
• 1.5 本文主要工作17-19
• 第二章 三相電壓型PWM整流器工作原理及其建模分析19-29
• 2.1 整流器參數(shù)指標及其工作原理19-21
• 2.1.1 參數(shù)指標19
• 2.1.2 工作原理分析19-21
• 2.2 主電路數(shù)學模型構建21-24
• 2.2.1 基于三相靜止坐標系的數(shù)學模型21-23
• 2.2.2 基于兩相旋轉坐標系的數(shù)學模型23-24
• 2.3 整流器相關參數(shù)計算24-28
• 2.3.1 三相VSR直流側電壓的計算24-25
• 2.3.2 三相VSR交流側電感的計算25-28
• 2.3.3 三相VSR直流側電容的計算28
• 2.4 本章小結28-29
• 第三章 三相電壓型PWM整流器控制系統(tǒng)設計29-46
• 3.1 系統(tǒng)總體方案設計29-32
• 3.1.1 雙閉環(huán)控制策略的選擇29
• 3.1.2 電流控制策略的選擇29-32
• 3.2 電流內環(huán)控制器設計32-35
• 3.2.1 前饋解耦控制策略研究32-34
• 3.2.2 電流內環(huán)傳遞函數(shù)及參數(shù)整定34-35
• 3.3 三相VSR死區(qū)效應及解決方案35-37
• 3.3.1 死區(qū)效應分析35-36
• 3.3.2 迭代學習控制算法抑制周期性擾動研究36-37
• 3.4 常用控制策略研究37-39
• 3.5 電壓外環(huán)控制器設計39-45
• 3.5.1 迭代學習控制算法研究39-40
• 3.5.2 雙閉環(huán)PI控制的電壓環(huán)參數(shù)整定40-42
• 3.5.3 雙閉環(huán)PI調節(jié)器存在的問題42
• 3.5.4 復合迭代控制器設計42-44
• 3.5.5 迭代學習算法收斂性驗證44-45
• 3.6 本章小結45-46
• 第四章 電壓空間矢量調制方式實現(xiàn)46-56
• 4.1 三相VSR電壓空間矢量分布46-48
• 4.2 三相VSR電壓空間矢量所處扇區(qū)判斷48-50
• 4.3 各扇區(qū)相鄰兩非零矢量作用時間的計算50-52
• 4.4 各扇區(qū)矢量切換點的確定52-53
• 4.5 換流方式分析53-55
• 4.6 本章小結55-56
• 第五章 仿真結果分析56-69
• 5.1 雙閉環(huán)PI仿真及其結果分析56-62
• 5.2 復合迭代控制仿真及其結果分析62-68
• 5.3 本章小結68-69
• 第六章 總結與展望69-71
• 6.1 全文總結69
• 6.2 課題展望69-71
• 參考文獻71-75
• 致謝75-76
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文76-77

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本文編號：632774