本文關(guān)鍵詞：VIENNA整流器雙斜坡比較SPWM控制研究

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【摘要】：三相PWM整流電路現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車電子、通信系統(tǒng)等領(lǐng)域,朝著高功率密度、高可靠性、高功率因數(shù)等方向發(fā)展。與傳統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相比,三相三電平三開(kāi)關(guān)PWM整流器(VIENNA整流器)因具有功率密度高、無(wú)直通危險(xiǎn)、器件電壓應(yīng)力小、諧波含量少等特點(diǎn),成為近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。為了提高三相PWM整流器的功率密度,解決在中大功率場(chǎng)合減小變換器體積的需求,本文開(kāi)展了VIENNA整流器雙斜坡比較SPWM控制策略的研究工作。本文首先以第2扇區(qū)為例,分析了VIENNA整流器的工作模態(tài),給出等效電路圖。在此基礎(chǔ)上,引入開(kāi)關(guān)函數(shù),建立拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在abc自然坐標(biāo)系下的開(kāi)關(guān)周期平均模型和交流小信號(hào)模型,確定系統(tǒng)輸入電流、輸出電壓、直流側(cè)電容電壓之差與開(kāi)關(guān)管占空比之間的關(guān)系。根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)指標(biāo)要求,計(jì)算功率器件、輸入電感和輸出電容的參數(shù),設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路、采樣電路和DSP供電電路。分析雙斜坡比較正弦脈寬調(diào)制(DRC-SPWM)的工作原理,對(duì)比分析了采用鋸齒波和三角波作為載波的優(yōu)缺點(diǎn)。確定VIENNA整流器的整體控制方案,推導(dǎo)出電流內(nèi)環(huán)和電壓外環(huán)的傳遞函數(shù),繪出環(huán)路波特圖。將控制器離散化,設(shè)計(jì)出z域內(nèi)的控制器架構(gòu),給出程序設(shè)計(jì)流程圖,介紹DSP程序的編寫過(guò)程。在理論分析和控制器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,采用MATLAB/SIMULINK和PLECS軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析,并研制出一臺(tái)實(shí)驗(yàn)樣機(jī),驗(yàn)證整流器電流諧波抑制能力、輸出電壓紋波大小、上下直流母線電壓均衡度、控制器穩(wěn)定性等性能。得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了系統(tǒng)整體方案的可行性。
【關(guān)鍵詞】：VIENNA整流器 雙斜坡比較SPWM 三電平 高功率密度
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM461
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-20
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義8-9
• 1.2 三相PWM整流器研究現(xiàn)狀9-18
• 1.2.1 三相整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.2 三相整流器控制策略研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3 本課題主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 第2章 VIENNA整流器工作原理及數(shù)學(xué)模型20-30
• 2.1 VIENNA整流器工作原理20-23
• 2.2 VIENNA整流器數(shù)學(xué)模型23-29
• 2.2.1 開(kāi)關(guān)周期平均模型24-27
• 2.2.2 交流小信號(hào)模型27-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第3章 VIENNA整流器硬件電路設(shè)計(jì)30-39
• 3.1 系統(tǒng)參數(shù)指標(biāo)30
• 3.2 主電路設(shè)計(jì)30-33
• 3.2.1 功率器件的選型30
• 3.2.2 輸入電感參數(shù)計(jì)算30-33
• 3.2.3 輸出電容參數(shù)計(jì)算33
• 3.3 控制器外圍電路設(shè)計(jì)33-38
• 3.3.1 隔離驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)33-35
• 3.3.2 采樣電路設(shè)計(jì)35-37
• 3.3.3 DSP供電電路設(shè)計(jì)37-38
• 3.4 本章小結(jié)38-39
• 第4章 VIENNA整流器控制器設(shè)計(jì)39-52
• 4.1 DRC-SPWM算法39-41
• 4.2 系統(tǒng)控制方案41-46
• 4.2.1 三次諧波注入41-43
• 4.2.2 控制器結(jié)構(gòu)43-46
• 4.3 數(shù)字控制器設(shè)計(jì)46-51
• 4.3.1 DSP芯片及其外設(shè)46-48
• 4.3.2 程序設(shè)計(jì)流程圖48-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第5章 系統(tǒng)仿真分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證52-65
• 5.1 系統(tǒng)仿真分析52-60
• 5.1.1 VIENNA整流器滯環(huán)電流控制仿真52-54
• 5.1.2 VIENNA整流器單周期控制仿真54-57
• 5.1.3 VIENNA整流器DRC-SPWM控制仿真57-60
• 5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析60-64
• 5.3 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文70-72
• 致謝72

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 談龍成;李耀華;劉叢偉;王平;張彥民;王武;;三相電流型PWM整流器的功率因數(shù)控制方法[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2010年02期

2 楊喜軍;姚蘇毅;張哲民;;單周期控制的三相SPWM整流器[J];電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào);2011年01期

3 王正;譚國(guó)俊;曾維俊;柳萌;;基于SVPWM的VIENNA整流器研究[J];電氣傳動(dòng);2011年04期

4 陸翔;謝運(yùn)祥;桂存兵;程麗;楊玉波;;基于無(wú)源性與滑模變結(jié)構(gòu)控制相結(jié)合的VIENNA整流器控制策略[J];電力自動(dòng)化設(shè)備;2014年10期

5 莫靈君;謝運(yùn)祥;;基于滑�？刂频腣IENNA型整流器研究[J];電器與能效管理技術(shù);2014年24期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 孟濤;基于全橋結(jié)構(gòu)的三相單級(jí)有源功率因數(shù)校正技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：737401