本文選題：雙PWM變換器 + 功率前饋　； 參考：《河南科技大學》2017年碩士論文

【摘要】：由于雙PWM變換器能夠實現(xiàn)單位功率因數(shù)輸出,能量雙向流動,網(wǎng)側電流正弦化等優(yōu)點廣泛應用于交流變頻調速領域。從系統(tǒng)能量流動角度出發(fā),在PWM整流器功率數(shù)學模型基礎上分析能量失衡對系統(tǒng)的影響。在PWM整流器傳統(tǒng)PI控制的基礎上,提出一種功率動態(tài)補償?shù)姆椒�。在負載功率突變時能夠抑制直流母線電壓的波動,提高系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)性能,并且減少網(wǎng)側電流諧波分量。將PWM整流器非線性儲能器件如:電感、電容的能量周期性動態(tài)補償以減少系統(tǒng)非線性誤差。根據(jù)雙PWM變換器能量平衡關系,在傳統(tǒng)負載功率前饋的基礎上,結合功率動態(tài)補償方法,提出一種負載功率動態(tài)前饋的方法,實現(xiàn)雙PWM變換器整流側與逆變側的協(xié)調控制。根據(jù)系統(tǒng)傳遞函數(shù)確定補償周期,將負載功率與補償功率相結合前饋至整流側以減少直流側電容容量,提高系統(tǒng)的響應速度,同時抑制直流母線電壓波動。為簡化系統(tǒng)控制結構,進一步提高系統(tǒng)的響應速度,在PWM整流器功率數(shù)學模型基礎上,采用模型預測算法替代整流器功率內環(huán)PI控制結構。建價值函數(shù)減少功率參考值與實際輸出功率所存在的誤差,并引入功率補償算法提高系統(tǒng)的整體性能。將功率補償值與負載功率值作為模型預測有功功率指令值提高系統(tǒng)的魯棒性以及降低系統(tǒng)對參數(shù)的敏感程度。將逆變器和三相異步電機視為一體,采用按轉子磁鏈定向矢量控制的方法實現(xiàn)異步電機轉矩電流與勵磁電流的獨立控制。根據(jù)仿真結果表明,在電機功率突變時,系統(tǒng)采用功率補償算法能夠減少系統(tǒng)非線性誤差,有效抑制直流母線電壓波動,減少網(wǎng)側的諧波分量,使網(wǎng)側電流正弦化。并且采用模型預測算法與功率補償算法相結合的控制方法能夠提高系統(tǒng)的響應速度和穩(wěn)態(tài)性能。系統(tǒng)采用這兩種控制方法均能夠實現(xiàn)雙PWM變換器的協(xié)調控制,減少直流側電容容量,在工程應用中具有一定的實用價值。
[Abstract]:Dual PWM converters are widely used in the field of AC frequency conversion because of their advantages such as unit power factor output, bidirectional energy flow, sinusoidal current on the grid side and so on. Based on the power mathematical model of PWM rectifier, the influence of energy imbalance on the system is analyzed from the point of view of energy flow. Based on the traditional Pi control of PWM rectifier, a dynamic power compensation method is proposed. When the load power changes, the fluctuation of DC bus voltage can be restrained, the steady-state performance of the system can be improved, and the harmonic component of current on the grid side can be reduced. The nonlinear energy storage devices of PWM rectifier such as inductance and capacitance are compensated periodically and dynamically to reduce the nonlinear error of the system. According to the energy balance relation of double PWM converter, based on the traditional load power feedforward and combined with the power dynamic compensation method, a load power dynamic feedforward method is proposed to realize the coordinated control between the rectifier side and the inverter side of the double PWM converter. According to the system transfer function, the compensation period is determined, the load power and compensation power are fed forward to the rectifier side to reduce the capacitance capacity of the DC side, the response speed of the system is improved, and the fluctuation of DC bus voltage is restrained at the same time. In order to simplify the control structure of the system and further improve the response speed of the system, based on the power mathematical model of the PWM rectifier, the model prediction algorithm is used to replace the Pi control structure of the power inner loop of the rectifier. The value function is built to reduce the error between the power reference value and the actual output power, and the power compensation algorithm is introduced to improve the overall performance of the system. The power compensation value and load power value are used as the model to predict the active power instruction value to improve the robustness of the system and reduce the sensitivity of the system to the parameters. The inverter and the three-phase induction motor are regarded as an integral whole, and the torque current and excitation current of the induction motor are controlled independently by using the rotor flux oriented vector control method. The simulation results show that the power compensation algorithm can reduce the nonlinear error of the system, restrain the DC bus voltage fluctuation, reduce the harmonic component of the grid side, and make the current sinusoidal. The control method combining model prediction algorithm and power compensation algorithm can improve the response speed and steady-state performance of the system. The two control methods can realize the coordinated control of the double PWM converter and reduce the capacitance capacity of the DC side. It has certain practical value in the engineering application.
【學位授予單位】：河南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM46

【參考文獻】

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本文編號：2060822