本文關(guān)鍵詞：VIENNA整流器SVPWM控制策略及中點(diǎn)電位平衡的研究

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【摘要】：多電平整流器以其功率器件承受電壓應(yīng)力低、電流諧波含量少和無橋臂直通問題等優(yōu)點(diǎn),逐漸成為高壓大功率場(chǎng)合的研究方向。由于存在硬件條件和控制復(fù)雜性的制約,目前的研究主要集中在三電平拓?fù)渲�。在眾多三電平整流器拓�(fù)渲?VIENNA整流器所使用的開關(guān)器件最少,拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)最為簡(jiǎn)單,更容易實(shí)現(xiàn)高功率密度,因此對(duì)他的研究和分析很有實(shí)際意義。首先,針對(duì)于VIENNA整流器,給出了其工作原理,分析了整流器在不同開關(guān)狀態(tài)下的工作模態(tài)。在此基礎(chǔ)上分析了VIENNA整流器的工作特性,之后推導(dǎo)出VIENNA整流器在abc、dq兩種不同坐標(biāo)系下基于開關(guān)函數(shù)的數(shù)學(xué)模型和等效電路。其次,在前面分析的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了在dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下對(duì)電流的解耦控制,建立了基于電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)框圖。并深入分析了SVPWM控制算法,實(shí)現(xiàn)了三電平SVPWM與兩電平SVPWM的等效,簡(jiǎn)化了空間矢量合成算法的復(fù)雜度,便于數(shù)字化控制的實(shí)現(xiàn)。針對(duì)于VIENNA整流器存在的中點(diǎn)電位波動(dòng)問題,本文在分析不同矢量的作用效果的基礎(chǔ)上,通過改變正負(fù)矢量作用時(shí)間比k,分析了在調(diào)制比小于0.875和大于0.875兩種情況下的中點(diǎn)電位控制算法。通過MATLAB/Simulink仿真驗(yàn)證了理論分析的正確性。本文還搭建了一臺(tái)額定功率2k W、開關(guān)頻率為50k Hz、輸出電壓650V的試驗(yàn)樣機(jī),設(shè)計(jì)了基于TMS320F2812的數(shù)字控制系統(tǒng),給出了簡(jiǎn)化的數(shù)字實(shí)現(xiàn)算法的程序流程框圖。通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證:VIENNA整流器在基于SVPWM控制算法的電壓電流雙閉環(huán)控制策略下,具有諧波含量少、功率因數(shù)高的特點(diǎn),且實(shí)驗(yàn)樣機(jī)可以滿足系統(tǒng)指標(biāo)要求。
【關(guān)鍵詞】：三電平 VIENNA整流器 SVPWM 中點(diǎn)電位波動(dòng)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM461
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-19
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義8
• 1.2 PWM整流器研究現(xiàn)狀8-17
• 1.2.1 三相PWM整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀9-14
• 1.2.2 VIENNA整流器控制策略的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀總結(jié)16-17
• 1.3 本課題主要研究的內(nèi)容17-19
• 第2章 VIENNA整流器工作原理分析19-30
• 2.1 VIENNA整流器工作原理分析19-21
• 2.2 VIENNA整流器應(yīng)用特性分析21-22
• 2.3 VIENNA整流器數(shù)學(xué)模型的建立22-29
• 2.3.1 VIENNA整流器基于abc自然坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)模型22-26
• 2.3.2 VIENNA整流器基于dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)模型26-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第3章VIENNA整流器控制策略的分析30-43
• 3.1 VIENNA整流器的控制器設(shè)計(jì)30-34
• 3.1.1 電流內(nèi)環(huán)前饋解耦設(shè)計(jì)30-32
• 3.1.2 電流內(nèi)環(huán)PI控制參數(shù)設(shè)計(jì)32-33
• 3.1.3 電壓外環(huán)PI控制參數(shù)設(shè)計(jì)33-34
• 3.2 三電平和兩電平空間矢量調(diào)制的等效34-38
• 3.3 VIENNA整流器中點(diǎn)電位平衡的研究38-42
• 3.3.1 中點(diǎn)電位平衡的基本原理38-40
• 3.3.2 調(diào)制比小于 0.876 的情況40-41
• 3.3.3 調(diào)制比大于 0.876 的情況41-42
• 3.4 本章小結(jié)42-43
• 第4章 主電路與控制電路設(shè)計(jì)43-50
• 4.1 主電路設(shè)計(jì)43-46
• 4.1.1 輸入濾波電感的設(shè)計(jì)43-45
• 4.1.2 功率二極管和開關(guān)管設(shè)計(jì)45-46
• 4.1.3 輸出電容設(shè)計(jì)46
• 4.2 控制電路設(shè)計(jì)46-49
• 4.2.1 采樣電路設(shè)計(jì)46-47
• 4.2.2 隔離驅(qū)動(dòng)電路47-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 第5章 系統(tǒng)仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析50-59
• 5.1 系統(tǒng)仿真50-53
• 5.1.1 穩(wěn)態(tài)仿真50-52
• 5.1.2 動(dòng)態(tài)仿真52-53
• 5.2 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的搭建53-55
• 5.2.1 硬件部分53
• 5.2.2 軟件部分53-55
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析55-57
• 5.4 本章小結(jié)57-59
• 結(jié)論59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文64-66
• 致謝66

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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本文編號(hào)：550452