学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于无阻尼LCL滤波器的三相AC/DC并网变流器的研究

作　者: 田洋天
导　师: 肖岚
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 电机与电器
关键词: 三相并网 LCL滤波器 空间矢量调制 起动冲击 THD分析
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 14次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


随着化石能源的日渐消耗，为了减少交通运输领域对化石能源的依赖，人们开始致力于电动汽车的相关技术研究。在电动汽车的组成部件中，蓄电池组成本较高，充电时间长，因此为了提高电池寿命并优化其充放电时间，必须对电池组进行合理的充放电控制。本文主要研究充放电系统中的三相AC/DC变流器，其交流侧与电网相连，直流侧与DC/DC变换器相连并与蓄电池相接，系统中电能为双向流动。本文首先介绍了三相PWM并网变流器的研究现状及发展趋势，对拓扑选择、滤波器设计和控制策略分别进行了简要的介绍，并选择了基于LCL滤波器的三相桥式并网变流器作为研究内容，阐述了其数学模型及工作原理，对SVPWM的调制原理和桥臂损耗进行了分析，并对电流内环进行了初步设计。在此基础之上，本文对比了不同类型的输出滤波器并分析了无阻尼LCL滤波器中非理想磁性元件对滤波器本身及电流内环造成的影响，分析了基于无阻尼LCL滤波器的三相AC/DC变流器电流内环的稳定性，给出了使系统稳定的PI参数范围，并设计了无阻尼LCL滤波器参数。针对无阻尼LCL滤波器时电流内环PI参数稳定范围较小的特点，本文进一步分析了基于无阻尼LCL滤波器的三相AC/DC变流器电流内环动态及稳态特性，提出了一种新型缓起动方法，并计算了并网电流THD，降低了器件的应力，提高了系统的可靠性，分析了无阻尼LCL滤波器的性能。最后设计并完成了一台18kVA全数字控制的三相AC/DC并网变流器，给出了硬件设计及软件设计。以此样机为平台进行了实验，实验结果与理论仿真相吻合，有效地验证了分析的正确性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
图表清单  8-10
注释表  10-12
第一章 绪论  12-19
  1.1 课题的研究背景及意义  12-13
  1.2 双向三相电压源型 PWM 变流器的研究现状  13-17
    1.2.1 双向三相电压源型 PWM 变流器的拓扑研究现状  13-16
    1.2.2 三相 VSC 输出滤波器研究现状  16
    1.2.3 三相 VSC 控制策略研究现状  16-17
  1.3 本文的主要研究内容  17-19
第二章 双向三相 AC/DC 变流器的数学模型及其控制  19-32
  2.1 三相 AC/DC 变流器主电路拓扑及工作原理  19-28
    2.1.1 三相桥式 AC/DC 变流器拓扑  19-20
    2.1.2 静止坐标系下三相 AC/DC 变流器的高频数学模型  20-21
    2.1.3 静止坐标系下三相 AC/DC 变流器的低频数学模型  21-22
    2.1.4 旋转坐标系下的三相 AC/DC 变流器低频数学模型  22-23
    2.1.5 空间矢量脉宽调制算法  23-25
    2.1.6 SVPWM 调制法的桥臂损耗分析  25-28
  2.2 控制系统的闭环设计  28-30
    2.2.1 电流内环设计  28-29
    2.2.2 电压外环设计  29-30
  2.3 本章小结  30-32
第三章 三相 AC/DC 变流器滤波器设计及缓起动  32-43
  3.1 三相 AC/DC 并网变流器输出滤波器设计  32-41
    3.1.1 基于理想磁性元件特性的 LCL 滤波器分析  32-35
    3.1.2 基于实际磁性元件特性的 LCL 滤波器分析及设计  35-41
  3.2 三种结构的滤波器的性能综合对比  41-42
  3.3 本章小结  42-43
第四章 三相 AC/DC 变流器动态特性分析及谐波分析  43-57
  4.1 三相 AC/DC 变流器起动冲击及 PI 参数对动态特性的影响  43-49
    4.1.1 起动冲击问题产生的原因  43-45
    4.1.2 常用起动冲击的抑制方法  45-47
    4.1.3 新型缓起动算法  47-48
    4.1.4 缓起动法在双向 AC/DC 变流器模式切换时的应用  48-49
  4.2 死区谐波分析及 PI 调节器对稳态特性的影响  49-56
    4.2.1 死区环节造成的影响分析  49-51
    4.2.2 LCL 环节及 PI 控制环节分析  51-52
    4.2.3 结果分析及各变量对 THD 的影响  52-56
  4.3 本章小结  56-57
第五章 系统硬软件设计及实验结果分析  57-69
  5.1 设计指标  57-58
  5.2 三相 AC/DC 变流器硬件设计  58-62
    5.2.1 主电路设计  58-62
  5.3 三相 AC/DC 变流器系统软件设计  62-63
    5.3.1 主程序及 PWM 模块设计  62-63
    5.3.2 通信模块中断设计  63
    5.3.3 保护程序设计  63
  5.4 仿真与实验结果分析  63-68
    5.4.1 三相 AC/DC 变流器仿真分析  63-65
    5.4.2 三相并网 AC/DC 变流器实验分析  65-68
  5.5 本章小结  68-69
第六章 总结与展望  69-71
  6.1 全文工作总结  69
  6.2 后续工作展望  69-71
参考文献  71-74
致谢  74-75
在学期间发表的论文及参与的科研项目  75

相似论文

  1. 绕线式异步电动机直接转矩控制,TM343
  2. 永磁同步电机的混沌同步与混沌控制,TM301.2
  3. 单相LCL逆变器并网技术研究,TM464
  4. 三相逆变器SVPWM调制研究,TM464
  5. 配电系统级联型有源电力滤波器的研究,TM464
  6. 单相非隔离光伏并网逆变器的研制,TM464
  7. 一种带有谐波控制器的三相并网逆变器系统的研究,TM464
  8. 基于DSP的三相三线制并联有源电力滤波器的研究,TN713.8
  9. 矩阵变换器调制机理与系统性能研究,TM46
  10. 基于分段调制策略的永磁同步电机直接转矩控制系统研究,TM341
  11. 级联多电平逆变器空间矢量调制技术的研究,TM464
  12. 三相光伏并网系统的研究,TM464
  13. 基于DSP的三相系统频率与相位跟踪研究,TM464
  14. 微网运行仿真研究,TM743
  15. 基于空间矢量控制的双级矩阵变换器的研究,TM46
  16. 矩阵变换器的模糊控制策略研究,TM46
  17. 基于DSP的风力发电三相并网的研究,TM614
  18. 三相四线制系统谐波治理研究,TM464
  19. 基于DSP的大功率三相APFC的研制,TM714.1
  20. 双馈风力发电变流器控制技术研究,TM46
  21. 微网接入配电网的保护控制关键问题研究,TM76

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
© 2012 www.xueweilunwen.com