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基于SVPWM控制策略的三相脈沖整流器的研究

發(fā)布時(shí)間:2016-08-02 08:12

  本文關(guān)鍵詞:電壓型PWM高頻整流器統(tǒng)一數(shù)學(xué)模型及系統(tǒng)仿真,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。


《西南交通大學(xué)》 2010年

基于SVPWM控制策略的三相脈沖整流器的研究

梁偉恩  

【摘要】: 常規(guī)整流環(huán)節(jié)廣泛采用的二極管整流電路和晶閘管相控整流電路對(duì)電網(wǎng)注入了大量諧波,給電網(wǎng)造成污染。三相電壓型PWM整流器具有輸出電壓恒定、高功率因數(shù)、低諧波污染、能量雙向流動(dòng)等優(yōu)點(diǎn),在電力系統(tǒng)有源濾波、無(wú)功補(bǔ)償以及交直流傳動(dòng)系統(tǒng)等領(lǐng)域,具有越來(lái)越廣闊的應(yīng)用前景。 本文詳細(xì)闡述了PWM整流器的工作原理,建立了基于三相靜止坐標(biāo)系以及兩相坐標(biāo)系的低頻和高頻數(shù)學(xué)模型,并選擇了三相電壓型PWM整流器作為本文主要研究對(duì)象。電壓空間矢量調(diào)制(SVPWM)控制方法能夠獲得更高的電壓利用率,同時(shí)可使可有效減小電流諧波。文中對(duì)三相電壓空間矢量的原理和如何實(shí)現(xiàn)作了詳細(xì)的分析,選擇了諧波含量相對(duì)小的矢量排序策略。 在電流控制方案上,提出了dq坐標(biāo)系下的固定開(kāi)關(guān)頻率的直接電流控制策略,同時(shí)在控制中實(shí)現(xiàn)電流的解耦控制,以及輸入電網(wǎng)電壓的前饋,使得系統(tǒng)具有更好的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性,并通過(guò)進(jìn)行閉環(huán)系統(tǒng)的仿真驗(yàn)證了方案的可行性。 針對(duì)常規(guī)PI控制的不足,結(jié)合積分分離和變速積分的特點(diǎn),提出了分段作用的改進(jìn)PI控制算法。在不影響系統(tǒng)響應(yīng)速度的情況下,采用改進(jìn)的PI控制,可以減緩直流電壓的上升和下降速率,有效地抑制輸出超調(diào)。分析了鎖相環(huán)對(duì)控制系統(tǒng)的影響,并針對(duì)電網(wǎng)頻率波動(dòng)情況進(jìn)行了仿真研究。給出了主電路參數(shù)的設(shè)計(jì)方法,并分析了其對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能和靜態(tài)性能的影響,并進(jìn)行仿真研究,仿真結(jié)果驗(yàn)證了分析結(jié)果的正確性。

【關(guān)鍵詞】:
【學(xué)位授予單位】:西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2010
【分類號(hào)】:TM461
【目錄】:

  • 摘要6-7
  • Abstract7-10
  • 第1章 緒論10-16
  • 1.1 課題的研究背景與意義10-11
  • 1.1.1 諧波的危害和抑制11
  • 1.1.2 功率因數(shù)校正技術(shù)11
  • 1.2 PWM整流器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
  • 1.3 電壓型PWM整流器的控制技術(shù)13-14
  • 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容和重點(diǎn)14-16
  • 第2章 PWM整流器的原理、拓?fù)浜蛿?shù)學(xué)模型16-30
  • 2.1 PWM整流器的基本原理16-18
  • 2.2 PWM整流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)18-21
  • 2.2.1 單相全橋PWM整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)18-19
  • 2.2.2 三相半橋PWM整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)19-21
  • 2.3 三相電壓型PWM整流器的數(shù)學(xué)模型21-29
  • 2.3.1 ABC靜止坐標(biāo)系下的低頻數(shù)學(xué)模型21-23
  • 2.3.2 兩相坐標(biāo)系下的低頻數(shù)學(xué)模型23-25
  • 2.3.3 基于開(kāi)關(guān)函數(shù)定義的高頻通用數(shù)學(xué)模型25-27
  • 2.3.4 兩相坐標(biāo)系的PWM整流器高頻數(shù)學(xué)模型27-29
  • 2.4 本章小結(jié)29-30
  • 第3章 三相電壓型PWM整流器的控制30-45
  • 3.1 三相電壓型PWM整流器的電流控制策略30-33
  • 3.1.1 間接電流控制30
  • 3.1.2 直接電流控制30-33
  • 3.2 三相電壓型PWM整流器的SVPWM調(diào)制方法33-37
  • 3.2.1 三相VSR的電壓空間矢量分布33-35
  • 3.2.2 電壓空間矢量的合成和作用時(shí)間的分配35-37
  • 3.3 SVPWM調(diào)制算法的實(shí)現(xiàn)和仿真37-44
  • 3.3.1 扇區(qū)的判定和作用時(shí)間的計(jì)算38-40
  • 3.3.2 電壓空間矢量的排序和三相PWM波的生成40-43
  • 3.3.3 三相VSR的SVPWM調(diào)制算法的仿真43-44
  • 3.4 本章小結(jié)44-45
  • 第4章 三相電壓型PWM整流器的建模和仿真45-59
  • 4.1 電網(wǎng)相位的同步問(wèn)題45-46
  • 4.2 主電路參數(shù)設(shè)計(jì)46-50
  • 4.2.1 交流側(cè)電感的設(shè)計(jì)46-48
  • 4.2.2 直流側(cè)電容的設(shè)計(jì)48-50
  • 4.3 電壓空間矢量控制的三相VSR的仿真研究50-58
  • 4.3.1 三相VSR在dq坐標(biāo)系下的電流解耦控制50-52
  • 4.3.2 三相VSR整流狀態(tài)下的仿真研究52-56
  • 4.3.3 三相VSR逆變狀態(tài)下的仿真研究56-58
  • 4.4 本章小結(jié)58-59
  • 第5章 三相電壓型PWM整流器的改進(jìn)PI控制方法59-71
  • 5.1 帶死區(qū)的PI控制算法及仿真59-60
  • 5.2 基于積分分離和變速積分原理的PI控制算法及仿真60-64
  • 5.2.1 積分分離和變速積分的控制算法60-62
  • 5.2.2 改進(jìn)PI控制的三相VSR仿真研究62-64
  • 5.3 電網(wǎng)頻率波動(dòng)對(duì)三相電壓型PWM整流器的影響64-67
  • 5.4 主電路參數(shù)對(duì)三相電壓型PWM整流器的影響67-70
  • 5.4.1 直流側(cè)電容參數(shù)對(duì)直流側(cè)輸出電壓的影響67-68
  • 5.4.2 交流側(cè)電感參數(shù)對(duì)直流側(cè)輸出電壓的影響68-70
  • 5.5 本章小結(jié)70-71
  • 結(jié)論71-72
  • 致謝72-73
  • 參考文獻(xiàn)73-76
  • 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文76-77
  • 下載全文 更多同類文獻(xiàn)

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    【引證文獻(xiàn)】

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    【參考文獻(xiàn)】

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    中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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    9 任永峰;并網(wǎng)型交流勵(lì)磁雙饋電機(jī)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)研究[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué);2008年

    中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

    1 張曉峻;三相大功率PWM整流器系統(tǒng)的研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2010年

    2 韓嘯一;基于空間電壓矢量控制的三相電壓型PWM整流器的研究[D];北京交通大學(xué);2011年

    3 方鼎;三電平PWM整流器控制策略研究[D];北京交通大學(xué);2011年

    4 譚國(guó)成;基于PWM的蓄電池充放電裝置的研究與設(shè)計(jì)[D];華南理工大學(xué);2011年

    5 徐文娟;三相電壓型PWM整流器控制策略的研究[D];西南交通大學(xué);2011年

    6 劉永生;電網(wǎng)電壓不平衡時(shí)PWM整流器控制策略研究[D];西南交通大學(xué);2011年

    7 薛應(yīng)楓;永磁電機(jī)分布式發(fā)電PWM整流器的研究[D];南京航空航天大學(xué);2010年

    8 方宇;三相PFC及其數(shù)字控制[D];南京航空航天大學(xué);2004年

    9 季建強(qiáng);電壓型PWM整流器(VSR)不平衡控制策略研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2004年

    10 楊孝志;基于雙向變流器技術(shù)的蓄電池充放電裝置的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2004年

    【二級(jí)引證文獻(xiàn)】

    中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

    1 張宏坡;基于V2G應(yīng)用的車載充放電機(jī)的研究與設(shè)計(jì)[D];華南理工大學(xué);2012年

    2 李全皎;12kW三相電壓型PWM整流器的設(shè)計(jì)[D];華南理工大學(xué);2013年

    3 衛(wèi)鵬;雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制策略研究[D];南京理工大學(xué);2014年

    【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

    中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

    1 王久和,李華德,楊立永;設(shè)置扇形邊界死區(qū)的電壓型PWM整流器直接功率控制[J];北京科技大學(xué)學(xué)報(bào);2005年03期

    2 王久和,李華德,李正熙;電壓型PWM整流器直接功率控制技術(shù)[J];電工電能新技術(shù);2004年03期

    3 詹長(zhǎng)江,韓郁,趙良炳,韓英鐸;基于電壓空間矢量PWM脈寬調(diào)制方式的新型三電平高頻整流器研究[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);1999年02期

    4 肖國(guó)春,裴云慶,姜桂賓,王兆安;大功率低紋波穩(wěn)定電源用直流有源濾波器[J];電力電子技術(shù);2001年04期

    5 羅瑪,楊成林,徐德鴻;基于DSP的逆變器數(shù)字鎖相技術(shù)[J];電力電子技術(shù);2005年05期

    6 皮大能,馬學(xué)軍,南光群,康勇;基于DSP的高精度UPS鎖相技術(shù)[J];電力電子技術(shù);2005年05期

    7 劉志暉,張青,陳堅(jiān);一種新穎的三相 SPWM 技術(shù)[J];電力電子技術(shù);1997年02期

    8 董曉鵬,王兆安;三相電壓型單位功率因數(shù) PWM 整流器的研究[J];電力電子技術(shù);1997年04期

    9 沈安文,萬(wàn)淑蕓,王離九,趙金;PWM 整流器的輸入電流諧波分析及參數(shù)確定[J];電力電子技術(shù);1998年03期

    10 鄭穎楠,王炎,鄔偉揚(yáng),劉彥民;可逆變流器輸入電感分析與計(jì)算[J];電力電子技術(shù);1999年02期

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

    1 王磊;有源電力濾波器(APF)的DSP控制策略研究[D];浙江大學(xué);2002年

    【相似文獻(xiàn)】

    中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

    1 高晗瓔;楊貴娟;余華軍;;永磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制的仿真研究[J];哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年04期

    2 高晗瓔;劉國(guó)棟;宋博;;基于SVPWM永磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)[J];哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年05期

    3 高春俠;張磊;張加勝;;新型磁通分量跟蹤型SVPWM控制技術(shù)仿真[J];大功率變流技術(shù);2009年01期

    4 高春俠;張磊;張加勝;;新型滯環(huán)跟蹤型SVPWM控制技術(shù)仿真[J];電氣自動(dòng)化;2009年02期

    5 姚道如;汪功明;;基于SVPWM的車床主軸變頻調(diào)速研究[J];機(jī)床與液壓;2008年09期

    6 高晗瓔;宋博;;永磁同步電動(dòng)機(jī)直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)的研究[J];伺服控制;2011年03期

    7 王玲;姚薇;;三相SVPWM整流器的仿真研究[J];中國(guó)高新技術(shù)企業(yè);2011年21期

    8 陳小波;黃文新;胡育文;周玉斐;卜飛飛;;變頻器單電阻電流采樣及相電流重構(gòu)方法[J];電氣傳動(dòng);2010年08期

    9 王萬(wàn)寶;付志紅;蘇向豐;楊臻;;三相電壓型SVPWM整流器離散域控制模型的構(gòu)建[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2010年01期

    10 ;[J];;年期

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

    1 王少林;地鐵輔助逆變系統(tǒng)研究[D];北京交通大學(xué);2009年

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