本文關鍵詞：大功率三電平PWM整流器的研究與設計

  更多相關文章： 大功率 三電平 PWM整流器 鎖相環(huán) 空間矢量調制 特定諧波消除算法 諧波分析 中點平衡

【摘要】：本文以大功率三電平PWM整流器為研究對象,通過理論分析、軟件仿真和樣機實驗等方法,對其數學模型、控制策略、調制算法及一些相關問題進行了深入的研究。本文首先分析了二極管中點箝位型三電平PWM整流器的工作原理,并由此推導了其在三相靜止坐標系下的數學模型；然后分別基于幅值恒定和恒功率的坐標變換原則,建立了對應的三電平PWM整流器的d-q模型,為后文控制系統(tǒng)的設計奠定了基礎,也提供了方便。論文運用前饋解耦雙閉環(huán)控制策略,在Matlab軟件中搭建了NPC三電平PWM整流器的控制系統(tǒng)仿真平臺。隨后針對坐標變換所需的旋轉角度,以電網電動勢定向d軸,詳細分析了電網在平衡與不平衡狀態(tài)下的特性,給出了相應的鎖相環(huán)解決方案,設計了過零鎖相所需的同步脈沖板,通過實驗證明了電網平衡狀態(tài)下鎖相環(huán)方法的有效性。論文重點研究了適用于NPC三電平整流器的脈寬調制算法,基于傳統(tǒng)的SVPWM原理,從整流器交流側電壓諧波含量的角度出發(fā),分析得出PN型小矢量交替首發(fā)的開關順序可以有效消除偶次諧波。隨后分別探討了基于兩電平的SVPWM調制算法和基于g-h坐標系下的SVPWM調制算法,旨在簡化傳統(tǒng)方法在數字系統(tǒng)實現時的繁雜計算,同樣對其進行諧波分析,效果與傳統(tǒng)方式一致。最后提出了一種特定諧波消除算法,將其成功運用到三電平PWM整流器雙閉環(huán)控制系統(tǒng)中,結果表明該方法能夠達到消除特定階次諧波的目的。論文研究了NPC三電平PWM整流器的中點平衡問題,理論分析了造成中點電位偏移的原因,對比了多種中點平衡解決方案并最終選用f因子調節(jié)方式對中點電位進行有效控制。本文基于TMS320F28335數字開發(fā)板,研制了一套基于IPM模塊的NPC三電平PWM整流器控制方案,并設計了西門子OP177B觸摸屏的控制界面,可以保證控制信號和顯示參數的準確互傳。
【關鍵詞】：大功率 三電平 PWM整流器 鎖相環(huán) 空間矢量調制 特定諧波消除算法 諧波分析 中點平衡
【學位授予單位】：冶金自動化研究設計院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM461
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 課題研究的背景及意義10-11
• 1.2 課題研究現狀11-19
• 1.2.1 大功率電力電子器件的發(fā)展11-12
• 1.2.2 PWM整流器的拓撲結構12-15
• 1.2.3 三電平PWM整流器的控制策略15-16
• 1.2.4 三電平PWM整流器的調制方法16-18
• 1.2.5 電網電壓不平衡狀態(tài)下的PWM整流器控制18-19
• 1.3 本文研究的主要內容19-20
• 第2章 三電平PWM整流器的數學模型20-30
• 2.1 三電平PWM整流器的工作原理20-22
• 2.2 三電平PWM整流器的數學模型22-25
• 2.3 三電平PWM整流器d-q模型的建立25-30
• 第3章 三電平PWM整流器控制系統(tǒng)研究30-48
• 3.1 三電平PWM整流器控制系統(tǒng)構成30-34
• 3.1.1 三電平PWM整流器的雙閉環(huán)控制30-32
• 3.1.1.1 電流內環(huán)控制30-32
• 3.1.1.2 電壓外環(huán)控制32
• 3.1.2 仿真平臺的建立32-34
• 3.2 三電平PWM整流器鎖相環(huán)研究34-48
• 3.2.1 電網平衡狀態(tài)下的鎖相環(huán)設計34-39
• 3.2.1.1 過零鑒相的開環(huán)鎖相環(huán)34-36
• 3.2.1.2 單同步坐標系軟件鎖相環(huán)(SSRF-SPLL)36-39
• 3.2.2 電網不平衡狀態(tài)下的鎖相環(huán)設計39-47
• 3.2.2.1 基于對稱分量法的單同步坐標系軟件鎖相環(huán)39-42
• 3.2.2.2 基于雙同步坐標系的解耦軟件鎖相環(huán)(DDSRF-SPLL)42-47
• 3.2.3 小結47-48
• 第4章 三電平PWM整流器控制算法的研究48-82
• 4.1 三電平PWM整流器的諧波分析48-73
• 4.1.1 空間矢量脈寬調制算法(SVPWM)的研究48-69
• 4.1.1.1 傳統(tǒng)SVPWM算法48-59
• 4.1.1.2 基于兩電平的SVPWM算法59-65
• 4.1.1.3 g-h坐標系下的SVPWM算法65-69
• 4.1.2 特定諧波消除脈寬調制算法(SHEPWM)69-73
• 4.1.3 小結73
• 4.2 三電平PWM整流器中點平衡的研究73-82
• 4.2.1 造成中點電位不平衡的原因73-77
• 4.2.2 應用f因子法解決中點不平衡問題77-82
• 第5章 三電平PWM整流器的實驗研究82-90
• 5.1 實驗平臺介紹82-86
• 5.1.1 硬件設計82-84
• 5.1.2 軟件設計84-86
• 5.2 實驗波形86-90
• 第6章 結論與展望90-94
• 6.1 全文總結90-91
• 6.2 展望91-94
• 參考文獻94-98
• 致謝98-99
• 在學期間發(fā)表的學術論文99

【引證文獻】

中國重要會議論文全文數據庫 前1條

1 羅華;趙世華;賀勝;鄭連清;;多電平變換器拓撲結構的發(fā)展與現狀[A];四川省電工技術學會第九屆學術年會論文集[C];2008年

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本文編號：846600