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三相三电平PWM整流装置控制策略的研究

作　者: 伍超
导　师: 钟彦儒；伍文俊
学　校: 西安理工大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 三电平 SVPWM 中点平衡控制 中矢量
分类号: TN787.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 714次
引　用: 13次
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内容摘要


为了消除不控整流,半控整流对电网造成的谐波污染,在整流器中引入PWM技术,使得整流器网侧电流正弦化,并且运行在单位功率因数下,从而减小了整流器对于电网的污染,而且可以将能量回馈电网,因此PWM整流器成为整流器研究的热点。本课题所研究的内容是三相三电平PWM整流器,其特点是适合中高电压等级的整流系统,或者调速系统。通过分析各种三电平拓扑结构以及控制方法,确定本课题为基于空间电压矢量调制的二极管箝位式三电平整流装置的研究,并通过仿真实验以及制作小功率样机,验证了方法的正确性。通过分析传统的基于θ和调制比m的空间电压矢量脉宽调制算法,推导出了基于V_α,V_β的空间电压矢量脉宽调制算法,该算法实现简单,只包括加法、减法、乘法等简单运算,有利于DSP2407的编程实现。根据仿真波形和实验波形,特别针对直流侧两电容电压平衡问题,提出了变比例因子中点平衡控制方法,在仿真实验以及在小功率样机中验证了控制方法的可行性、有效性。最后分析了中矢量对于三电平整流器直流侧中点的影响,提出了一种新的矢量调制策略,即通过大矢量合成中矢量,以及改善矢量合成区域的划分,较好的解决了直流侧中点平衡的问题,在仿真实验中通过和传统七段式方法对比,验证了本方案对中点平衡有着较强的调节能力。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-13
  1.1 引言  7
  1.2 三电平 PWM整流技术  7-11
    1.2.1 三电平 PWM整流器拓扑结构  8-10
    1.2.2 三电平 PWM整流器控制策略  10-11
    1.2.3 三电平 PWM整流技术的难点  11
  1.3 本课题的意义，目的和任务  11-13
    1.3.1 本课题的意义  11-12
    1.3.2 目的和任务  12
    1.3.3 本课题的创新点  12-13
2 三相三电平 PWM整流器数学建模以及控制系统设计  13-20
  2.1 三相三电平整流器拓扑结构分析  13
  2.2 三相三电平整流器数学建模  13-16
  2.3 dq坐标系下的三相三电平整流器数学模型  16-18
  2.4 系统控制结构的设计  18-19
  2.5 本章小结  19-20
3 三电平空间电压矢量调制算法  20-32
  3.1 三电平空间电压矢量分布  20-21
  3.2 基于θ和调制比m的空间矢量调制算法  21-26
    3.2.1 区域划分以及区域判断  21-23
    3.2.2 矢量作用时间计算  23-24
    3.2.3 三电平矢量调制算法  24-26
  3.3 基于V_α，V_β的空间矢量调制算法  26-29
    3.3.1 区域划分以及区域判断  26-27
    3.3.2 矢量作用时间计算  27-28
    3.3.3 三电平矢量调制算法  28-29
  3.4 算法仿真  29-31
    3.4.1 整流器启动仿真实验  29-30
    3.4.2 负载突变仿真实验  30-31
  3.5 本章小结  31-32
4 三电平中点平衡控制的研究  32-40
  4.1 各矢量对直流侧中点的影响  32-34
  4.2 变比例因子中点平衡控制  34-39
    4.2.1 变比例因子中点平衡控制  34-36
    4.2.2 开关频率对 V值选取的影响  36-39
  4.3 本章小结  39-40
5 三相三电平整流装置和软件设计  40-51
  5.1 三相三电平整流器硬件平台设计  40-45
    5.1.1 三相三电平整流器主电路  40-42
    5.1.2 三相三电平整流器控制检测电路  42-45
  5.2 三电平整流器软件设计  45-49
    5.2.1 结构化程序设计  45-46
    5.2.2 三电平整流器软件设计  46-48
    5.2.3 软件编程中的若干问题以及解决方法  48-49
  5.3 三相三电平整流器实验波形分析及结论  49-50
    5.3.1 整流器运行波形  49-50
    5.3.2 两电容的电压差波形  50
    5.3.3 实验结果分析  50
  5.4 本章小结  50-51
6 基于大矢量合成中矢量的矢量调制算法  51-57
  6.1 中矢量对与中点平衡的影响  51-52
  6.2 大矢量合成中矢量的矢量调制算法  52-53
  6.3 算法仿真实现  53-56
    6.3.1 整流器启动  53-54
    6.3.2 负载变动情况  54-56
    6.3.3 加入变比例因子中点平衡控制  56
  6.4 本章小结  56-57
7 结论  57-58
  7.1 工作总结  57
  7.2 下一步工作展望  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-62
附录  62

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 脉冲技术、脉冲电路 > 脉冲调制、解调，脉冲调制器 > 脉冲宽度调制
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