為了減少大型石油化工企業(yè)供電中斷帶來的損失,實現(xiàn)化工設(shè)備的穩(wěn)定運行,UPS電源是化工生產(chǎn)過程裝置中過程控制、現(xiàn)場儀表、消防、計算機信息系統(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),在改進電網(wǎng)質(zhì)量、改善事故停電對用戶造成的傷害方面有著巨大的貢獻。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整流器對工業(yè)生產(chǎn)一直具有重要的實際意義。本文以化工裝備UPS PWM整流器為研究對象,對三相電壓型PWM整流器的三種控制策略做了詳細(xì)的研究與設(shè)計,具體工作如下:（1）首先簡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)并進行三相電壓型PWM整流器數(shù)學(xué)建模,對系統(tǒng)的控制器進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)電流電壓時變,不適合作控制系統(tǒng)的無穩(wěn)態(tài)誤差控制設(shè)計的結(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)時變交流量的影響。在此基礎(chǔ)上,在MATLAB/Simulink軟件中設(shè)計了PWM整流器的雙閉環(huán)控制仿真模型,驗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，此時可假定認(rèn)為PWM整流橋交流側(cè)電壓合成矢量U的端點運行軌跡構(gòu)成一個以LU為半徑的圓[42]。U的端點位于軌跡A時，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U運動至B點時，I與E平行且同向，此時網(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U運動至C點時，I比E超前90°，此時網(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U運動至D點時，I與E平行且反向，此時網(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。通過對整流器運行狀態(tài)的深入分析，顯然，對網(wǎng)側(cè)電流的控制能夠?qū)崿F(xiàn)對PWM整流器的四象限運行。但其負(fù)載電流變化之快，需對整流器的四象限運行的穩(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)測的直接功率控制策略，改進負(fù)載電流前饋控制策略，對系統(tǒng)作進一步優(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，因此為實現(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)計對三相靜止坐標(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)生的合成磁動勢相等[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為靜止不動的三相定子繞組軸線，它們在空間上互差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，已知每相磁動勢的值為每相的有效匝數(shù)與其流過的電流的乘積，圖2.3給出了磁動勢的空間矢量關(guān)系圖。圖2.3磁動勢的空間矢量關(guān)系圖Fig.2.3Spacevectordiagramofmagnetomotiveforce設(shè)磁動勢波形是正弦分布的，當(dāng)三相繞組可用兩相正交對稱繞組旋轉(zhuǎn)磁場完全等效代替時，則三相繞組的瞬時磁動勢在、軸上的投影分量也應(yīng)相等，可得如下關(guān)系公式：2333cos60cos60ABCNiNiNiNi，233sin60sin60BCNiNiNi�；喛傻茫�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，

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本文編號：3296267