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四桥臂三相逆变器的控制和实现

作　者: 杨宏
导　师: 严仰光
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 三桥臂 四桥臂 三相逆变器 脉宽调制 空间矢量调制 电流控制
分类号: TM464
类　型: 博士论文
年　份: 2005年
下　载: 1201次
引　用: 4次
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内容摘要


为了适应对称或非对称负载、线性或非线性负载的要求,三相逆变器可以采用四个桥臂的形式实现三相四线制输出。 本文建立了四桥臂三相逆变器的数学模型,由数学模型可以得到四桥臂三相逆变器中输出电压和电感电流等各个变量之间的关系,从而实现对输出电压的控制。 PWM控制是逆变器中应用最广的一种方法,本文对PWM调制技术进行了介绍,分析了三桥臂三相逆变器和四桥臂三相逆变器的调制信号的特点;分析了三次谐波注入的PWM控制方案,其本质是改变了输出中点电压,提高了系统的电压利用率;分析了基于输出电压反馈的控制系统的性能,进行了系统仿真,得到了控制系统的调节参数;本文将三次谐波注入的PWM控制方案应用到四桥臂三相逆变器中,可以带非对称负载且具有较高的电压利用率。 SVM控制也可以应用到四桥臂三相逆变器中。本文提出了一种四桥臂三相逆变器的二维SVM控制方案,具体的做法是,四桥臂三相逆变器中的前三个桥臂由二维SVM控制得到导通信号,同时,根据四桥臂三相逆变器与三桥臂三相逆变器的输出中点电压在一个开关周期的平均值相等的原则,得到第四个桥臂的导通信号。 一些三相逆变器的控制结构中包含电流内环,电流控制器与变换器的性能密切相关,电流控制器可以使得负载电流跟踪给定电流信号。通过比较实际电流和给定电流,电流控制器发出开关信号以减小电流误差,因此,电流控制器起到抑制误差和调制的作用。本文详细研究了电流内环的特性,提出了两种应用于四桥臂三相逆变器的电流控制方案,它们在传统三桥臂逆变器的电流控制的基础上加入了对第四桥臂的控制,通过电流控制,可以获得很多优良的性能,如:高精度、电流保护、快速响应能力等。

全文目录


第一章 绪论  8-19
  1.1 三相逆变器的一般结构及其控制方案  8-9
  1.2 三相逆变器的其它结构  9-11
  1.3 四桥臂三相逆变器的研究现状  11-15
  1.4 本文的主要研究内容  15
  1.5 本课题的研究意义  15-16
  1.6 本章小结  16-19
第二章 三相逆变器的数学建模与分析  19-28
  2.1 三桥臂三相逆变器在ABC静止坐标系中的数学模型  19-23
  2.2 四桥臂三相逆变器在ABC静止坐标系中的数学模型  23-24
  2.3 四桥臂三相逆变器在dqo旋转坐标系中的数学模型  24-26
  2.4 本章小结  26-28
第三章 采用PWM控制的四桥臂三相逆变器  28-55
  3.1 PWM技术基础  28-30
  3.2 三桥臂三相逆变器的开环PWM控制及仿真  30-35
  3.3 四桥臂三相逆变器的开环PWM控制及仿真  35-39
  3.4 单相逆变器的闭环PWM控制及仿真  39-45
  3.5 四桥臂三相逆变器的闭环PWM控制及仿真  45-47
  3.6 实验结果  47-48
  3.7 非理想开关的影响  48-53
  3.8 本章小结  53-55
第四章 采用SVM控制的四桥臂三相逆变器  55-69
  4.1 空间矢量调制的一般原理  55-57
  4.2 四桥臂三相逆变器的三维空间矢量调制  57-61
  4.3 四桥臂三相逆变器的二维空间矢量调制  61-62
  4.4 仿真结果  62-67
  4.5 本章小结  67-69
第五章 电流跟踪控制的单相逆变器分析和仿真  69-89
  5.1 电感电流跟踪控制原理  69-70
  5.2 三种电流跟踪的方法  70-72
  5.3 单相逆变器电感电流定周期比较控制的仿真分析  72-82
  5.4 电容电流跟踪控制原理  82-84
  5.5 单相逆变器电容电流定周期比较控制的仿真分析  84-87
  5.6 本章小结  87-89
第六章 采用电流跟踪控制的四桥臂三相逆变器  89-107
  6.1 四桥臂三相逆变器的双环控制方案  89-92
  6.2 四桥臂三相逆变器电感电流跟踪双环控制的仿真  92-97
  6.3 电流跟踪控制的输出中点电压  97-100
  6.4 实验结果  100-102
  6.5 软开关四桥臂三相逆变器  102-104
  6.6 电流跟踪控制与PWM控制、SVM控制的比较  104-105
  6.7 本章小结  105-107
第 七章 全文工作的总结与展望  107-109
  7.1 全文总结  107-108
  7.2 对今后工作的展望  108-109
攻读博士学位期间发表的论文  109-110
致谢  110

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 变压器、变流器及电抗器 > 变流器 > 逆变器
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