發(fā)布時(shí)間：2017-09-03 17:26

  本文關(guān)鍵詞：電網(wǎng)電壓不平衡條件下三相PWM整流器控制技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 電網(wǎng)電壓不平衡 PWM整流器 不平衡控制策略 二階廣義積分器

【摘要】：基于三相電網(wǎng)電壓平衡時(shí)所設(shè)計(jì)的PWM整流器控制策略在電網(wǎng)電壓不平衡時(shí)將出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài),主要表現(xiàn)為其網(wǎng)側(cè)電流中將存在負(fù)序電流分量而導(dǎo)致網(wǎng)側(cè)電流不對(duì)稱(chēng)。此外,直流側(cè)電壓中也將存在二倍頻的波動(dòng),使得直流側(cè)電壓波形畸變。因此,對(duì)于電網(wǎng)不平衡時(shí)三相電壓型PWM整流器控制策略的研究將顯得尤為重要,為此本文從以下幾個(gè)方面展開(kāi)研究:一、分析了三相電壓型PWM整流器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其工作原理,同時(shí)對(duì)三相電網(wǎng)電壓不平衡進(jìn)行了必要解釋,包括其概念、危害以及研究方法。重點(diǎn)推導(dǎo)了電網(wǎng)電壓不平衡狀態(tài)下三相電壓型PWM整流器在三相靜止坐標(biāo)系及兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系數(shù)學(xué)模型,通過(guò)對(duì)比分析,決定在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中進(jìn)行控制策略的研究。二、在理論研究的基礎(chǔ)上,針對(duì)電網(wǎng)不平衡時(shí)三相電壓型PWM整流器出現(xiàn)的問(wèn)題,提出了網(wǎng)側(cè)電流對(duì)稱(chēng)控制策略及抑制直流側(cè)電壓諧波控制策略。同時(shí),利用加權(quán)的思想,創(chuàng)新性地提出了一種PWM整流器交直流側(cè)協(xié)調(diào)控制策略。三、通過(guò)對(duì)陷波法、T/4延遲法及二階廣義積分法的對(duì)比研究分析,決定采用算法簡(jiǎn)單,結(jié)構(gòu)易于實(shí)現(xiàn)、具有低頻抑制特性及動(dòng)態(tài)響應(yīng)好的二階廣義積分法來(lái)進(jìn)行正、負(fù)序電量分量的提取。四、進(jìn)一步介紹了電壓PI控制器及電流PI控制器的參數(shù)設(shè)計(jì),并分析了整個(gè)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。通過(guò)在PSIM9.0中搭建電網(wǎng)電壓不平衡狀態(tài)下三相電壓型PWM整流器的仿真模型驗(yàn)證了本文所提控制策略的正確性。五、研制了額定功率為20kW的三相電壓型PWM整流器,并給出PWM整流器實(shí)驗(yàn)裝置的硬件系統(tǒng)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,以及相應(yīng)軟件控制程序流程圖。最后,由于實(shí)驗(yàn)條件所限,在電網(wǎng)電壓平衡下采用不平衡控制策略進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文所提控制策略能夠取得高功率因數(shù),低諧波畸變率的控制效果。本文針對(duì)電網(wǎng)電壓不平衡狀態(tài)下三相電壓型PWM整流器的控制技術(shù)進(jìn)行了深入研究,提出了相應(yīng)的控制策略,并通過(guò)仿真及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提控制策略的正確性,為傳統(tǒng)PWM整流器控制技術(shù)的改進(jìn)提供借鑒和參考。
【關(guān)鍵詞】：電網(wǎng)電壓不平衡 PWM整流器 不平衡控制策略 二階廣義積分器
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(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5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題的研究背景及意義10-11
• 1.2 PWM整流器的研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 電網(wǎng)平衡狀態(tài)下PWM整流器控制策略研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 電網(wǎng)不平衡狀態(tài)下PWM整流器控制策略研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容15-16
• 第2章 電網(wǎng)不平衡時(shí)PWM整流器工作原理及數(shù)學(xué)建模16-37
• 2.1 PWM整流器主電路結(jié)構(gòu)及工作原理16-26
• 2.1.1 三相整流電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)17-23
• 2.1.2 PWM整流器工作原理23-26
• 2.2 三相電網(wǎng)不平衡概述26-30
• 2.2.1 三相電網(wǎng)不平衡概念26-27
• 2.2.2 不平衡度的定義27-28
• 2.2.3 三相不平衡的危害28-29
• 2.2.4 不平衡系統(tǒng)的研究方法29-30
• 2.3 電網(wǎng)不平衡狀態(tài)下三相PWM整流器的數(shù)學(xué)模型30-36
• 2.3.1 三相靜止坐標(biāo)系下PWM整流器的數(shù)學(xué)模型30-32
• 2.3.2 兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下PWM整流器的數(shù)學(xué)模型32-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 第3章 PWM整流器不平衡控制策略研究37-60
• 3.1 電網(wǎng)不平衡時(shí)PWM整流器控制策略37-44
• 3.1.1 網(wǎng)側(cè)電流對(duì)稱(chēng)控制策略37-40
• 3.1.2 抑制直流側(cè)電壓諧波控制策略40-42
• 3.1.3 PWM整流器交直流側(cè)協(xié)調(diào)控制策略42-44
• 3.2 正、負(fù)序電量分量提取方法44-50
• 3.2.1 陷波法44-46
• 3.2.2 T/4 延遲法46-48
• 3.2.3 二階廣義積分法48-50
• 3.3 PWM整流器控制器設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性分析50-53
• 3.3.1 電流內(nèi)環(huán)控制器設(shè)計(jì)及穩(wěn)定性分析50-52
• 3.3.2 電壓外環(huán)控制器設(shè)計(jì)及雙閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析52-53
• 3.4 仿真研究53-59
• 3.5 本章小結(jié)59-60
• 第4章 PWM整流器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)60-76
• 4.1 PWM整流器主電路硬件設(shè)計(jì)60-66
• 4.1.1 直流側(cè)電壓參數(shù)設(shè)計(jì)60-61
• 4.1.2 直流側(cè)電容設(shè)計(jì)61-62
• 4.1.3 網(wǎng)側(cè)濾波電抗器設(shè)計(jì)62-63
• 4.1.4 功率器件IGBT的選型63-65
• 4.1.5 驅(qū)動(dòng)板的選型65-66
• 4.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)66-70
• 4.2.1 A/D采樣電路66-67
• 4.2.2 過(guò)零檢測(cè)及捕獲電路67-68
• 4.2.3 DSP主處理器單元68
• 4.2.4 PWM觸發(fā)單元68-69
• 4.2.5 數(shù)據(jù)通信單元69
• 4.2.6 電壓保護(hù)單元69-70
• 4.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)70-73
• 4.3.1 主程序70
• 4.3.2 過(guò)零中斷程序70-71
• 4.3.3 PWM下溢中斷程序71-73
• 4.3.4 故障保護(hù)程序73
• 4.4 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析73-75
• 4.5 本章小結(jié)75-76
• 總結(jié)與展望76-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 致謝82-83
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間獲得的研究成果83

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