為了減少大型石油化工企業(yè)供電中斷帶來的損失,實(shí)現(xiàn)化工設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行,UPS電源是化工生產(chǎn)過程裝置中過程控制、現(xiàn)場(chǎng)儀表、消防、計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)、通訊設(shè)備、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中心等的重要外設(shè),專門提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應(yīng),在改進(jìn)電網(wǎng)質(zhì)量、改善事故停電對(duì)用戶造成的傷害方面有著巨大的貢獻(xiàn)。PWM整流器作為UPS電源的主要組成部分之一,研究高可靠性的PWM整流器對(duì)工業(yè)生產(chǎn)一直具有重要的實(shí)際意義。本文以化工裝備UPS PWM整流器為研究對(duì)象,對(duì)三相電壓型PWM整流器的三種控制策略做了詳細(xì)的研究與設(shè)計(jì),具體工作如下:（1）首先簡(jiǎn)單追溯了整流器的發(fā)展歷程,分析了PWM整流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并進(jìn)行三相電壓型PWM整流器數(shù)學(xué)建模,對(duì)系統(tǒng)的控制器進(jìn)行了深入的理論研究,得出三相靜止坐標(biāo)系下電路中存在交流側(cè)電流電壓時(shí)變,不適合作控制系統(tǒng)的無穩(wěn)態(tài)誤差控制設(shè)計(jì)的結(jié)論。依據(jù)坐標(biāo)變換理論,將三相靜止坐標(biāo)系下的PWM整流器數(shù)學(xué)模型變換至兩相靜止和兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下,構(gòu)建等效電路數(shù)學(xué)模型,消除交流側(cè)時(shí)變交流量的影響。在此基礎(chǔ)上,在MATLAB/Simulink軟件中設(shè)計(jì)了PWM整流器的雙閉環(huán)控制仿真模型,驗(yàn)證其控制策略仿真波形的主要性能... 

【文章來源】：淮陰工學(xué)院江蘇省

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

PWM整流器模型電路

郭暢化工裝備UPSPWM整流器控制與設(shè)計(jì)第6頁圖2.2PWM整流器交流側(cè)靜態(tài)矢量關(guān)系Fig.2.2StaticvectorrelationshiponacsideofPWMrectifier假設(shè)交流側(cè)輸入電流幅值|I|保持不變，則可知電感電壓幅值=L|I|LU也保持不變，此時(shí)可假定認(rèn)為PWM整流橋交流側(cè)電壓合成矢量U的端點(diǎn)運(yùn)行軌跡構(gòu)成一個(gè)以LU為半徑的圓[42]。U的端點(diǎn)位于軌跡A時(shí)，I比E滯后90°，功率因數(shù)角為90°，有功功率p=0，無功功率q>0，此時(shí)PWM整流器網(wǎng)側(cè)呈現(xiàn)純電感特性，如圖2.2（1）所示；端點(diǎn)U運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)，I與E平行且同向，此時(shí)網(wǎng)側(cè)呈現(xiàn)正電阻特性，功率因數(shù)角為0，p>0，q=0。如圖2.2（2）所示；端點(diǎn)U運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)時(shí)，I比E超前90°，此時(shí)網(wǎng)側(cè)呈現(xiàn)純電容特性，功率因數(shù)角為-90°，p=0，q<0，如圖2.2（3）所示；端點(diǎn)U運(yùn)動(dòng)至D點(diǎn)時(shí)，I與E平行且反向，此時(shí)網(wǎng)側(cè)呈現(xiàn)負(fù)電阻特性，功率因數(shù)角為-180°，p<0，q=0[41-42]，如圖2.2（4）所示。通過對(duì)整流器運(yùn)行狀態(tài)的深入分析，顯然，對(duì)網(wǎng)側(cè)電流的控制能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)PWM整流器的四象限運(yùn)行。但其負(fù)載電流變化之快，需對(duì)整流器的四象限運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性方面要求更高。因此，本文從依次分析傳統(tǒng)PI調(diào)節(jié)策略、直接功率控制策略與基于模型預(yù)測(cè)的直接功率控制策略，改進(jìn)負(fù)載電流前饋控制策略，對(duì)系統(tǒng)作進(jìn)一步優(yōu)化。2.2坐標(biāo)變換理論在三相靜止坐標(biāo)系中數(shù)學(xué)模型的物理意義清晰又直觀，但是三相VSR在數(shù)學(xué)建模中存在著交流側(cè)電流電壓時(shí)變，它并不適合作控制系統(tǒng)的無穩(wěn)態(tài)誤差控制設(shè)計(jì)，因此為實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)

淮陰工學(xué)院碩士學(xué)位論文第7頁矩和磁鏈之間的解耦控制，本課題設(shè)計(jì)對(duì)三相靜止坐標(biāo)系下的PWM整流器數(shù)學(xué)模型應(yīng)用了坐標(biāo)變換理論，得到兩相靜止和兩相同步旋轉(zhuǎn)的正交坐標(biāo)系下的等效電路數(shù)學(xué)模型，消除交流側(cè)時(shí)變交流量的影響。我們可知，坐標(biāo)變換的等效原則是在三相或兩相坐標(biāo)系下繞組所產(chǎn)生的合成磁動(dòng)勢(shì)相等[43]。根據(jù)坐標(biāo)變換原則，首先在復(fù)平面上構(gòu)造一復(fù)矢量，其中A，B，C為靜止不動(dòng)的三相定子繞組軸線，它們?cè)诳臻g上互差120°。A軸和軸重合，軸超前軸90°。設(shè)三相繞組與兩相繞組的每相有效匝數(shù)分別為3N和2N，已知每相磁動(dòng)勢(shì)的值為每相的有效匝數(shù)與其流過的電流的乘積，圖2.3給出了磁動(dòng)勢(shì)的空間矢量關(guān)系圖。圖2.3磁動(dòng)勢(shì)的空間矢量關(guān)系圖Fig.2.3Spacevectordiagramofmagnetomotiveforce設(shè)磁動(dòng)勢(shì)波形是正弦分布的，當(dāng)三相繞組可用兩相正交對(duì)稱繞組旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)完全等效代替時(shí)，則三相繞組的瞬時(shí)磁動(dòng)勢(shì)在、軸上的投影分量也應(yīng)相等，可得如下關(guān)系公式：2333cos60cos60ABCNiNiNiNi，233sin60sin60BCNiNiNi�；�(jiǎn)可得：2311()22ABCNiNiii，233()2BCNiNii。整理成矩陣形式：321112233022ABCiiNiiNi（2.2）依據(jù)坐標(biāo)變換前后總功率不變的原則，可證匝數(shù)比應(yīng)為3223NN。所以，

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3296267