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三相电流型PWM整流器的研究

放大字体  缩小字体发布日期:2012-05-23  浏览次数:714
核心提示:  【摘要】:电流型整流器作为一种整流器的基本结构,与电压型整流器一样可以用于国民经济各部门,尤其是超导技术在电力系统中的
   【摘要】:电流型整流器作为一种整流器的基本结构,与电压型整流器一样可以用于国民经济各部门,尤其是超导技术在电力系统中的应用等方面,电流型整流器更具优越性。因此,开展对电流型整流器的研究工作具有重要的学术意义和广泛的商业应用前景。本文正是在这样的背景下展开了对电流型PWM整流器相关技术问题的研究并进行以下一些有意义的工作: 从拓扑、数学模型、控制方法等方面对电流型和电压型PWM整流器的技术现状进行了简单总结,并对电流型PWM整流器的应用进行了详细的介绍。 对三相电流型PWM整流器的拓扑结构及工作模式进行了分析,在此基础上建立了三相PWM整流器在三相静止坐标系、两相静止坐标系和两相旋转坐标系下的低频平均模型和高频模型,同时研究分析了电流型PWM整流器的频域模型,这为进一步深入研究电流型PWM整流器提供了理论基础 对三相电流型PWM整流器与三相电压型PWM整流器从拓扑、数学模型、控制、损耗以及单位功率情况下进行了对比分析,得出作为对偶结构的两者在不同的应用情况下有着各自的优缺点。 对三相电流型PWM整流器的信号发生技术进行了分类,并对几种常见的技术进行了简单介绍,对三逻辑SPWM信号发生技术进行了详细介绍。在控制方法上,电流型PWM整流器的控制策略大体分为直接电流控制和间接电流控制两种,本文对前者进行了详细的分析,设计了PID直接电流控制的控制环路。 在理论分析的基础上,对基于三逻辑SPWM信号的电流型PWM整流器进行了仿真,仿真得到很好的预期效果,对实验验证有很好的指导意义。本文还搭建了一台1.5KVA的实验装置,并进行了开环和闭环实验,在闭环实验中进行了动态和静态实验,同时给出了实验结果分析。

  【关键词】:电流型整流器 三逻辑SPWM 控制技术 变流器建模

  【学位授予单位】:浙江大学

  【学位级别】:硕士

  【学位授予年份】:2006

  【分类号】:TM461

  【目录】: 第一章 绪论6-17

  1.1 课题研究的背景和意义6-7

  1.2 PWM整流器的发展和分类7-9

  1.3 电压型 PWM整流器的技术研究概述9-12

  1.3.1 电压型PWM整流器的拓扑研究现状9-10

  1.3.2 三相电压型PWM整流器的数学模型研究概况10-11

  1.3.3 三相电压型PWM整流器控制策略研究11-12

  1.4 电流型PWM整流器的技术发展情况及其应用12-16

  1.4.1 电流型整流器(CSR)研究现状12-14

  1.4.2 电流型Pwm整流器的应用14-16

  1.5 本文的主要研究内容和研究成果16-17

  第二章 三相PWM电流型整流器的分析与数学建模17-38

  2.1 三相电流型PWM整流器的介绍17-21

  2.1.1 三相电流型PWM整流器的拓扑17

  2.1.2 三相电流型PWM整流器的开关模式17-21

  2.2 三相PWM电流型变流器的数学建模21-33

  2.2.1 电流型PWM整流器低频下的数学模型21-26

  2.2.2 电流型PWM变流器在高频下的数学模型26-29

  2.2.3 电流型PWM变流器在高频下的频域模型29-33

  2.3 电压型变流器与电流型变流器的比较33-37

  2.3.1 拓扑的比较33-34

  2.3.2 开关模式的不同34

  2.3.3 从数学模型的角度比较34-35

  2.3.4 从功率的角度来分析35-37

  2.3.5 从控制的角度来分析37

  2.3.6 从功率损耗的角度来分析37

  2.4 本章小结37-38

  第三章 三相电流型PWM整流器的信号发生与控制38-51

  3.1 三相电流型PWM整流器的信号发生和分配技术38-42

  3.1.1 三相电流型PWM的调制方法分类38-40

  3.1.2 三逻辑SPWM信号的分配原理40-42

  3.1.3 三逻辑SPWM调制方式的数字实现42

  3.2 三相电流型 PWM整流器的控制42-47

  3.2.1 间接电流控制原理43

  3.2.2 直接电流控制原理43-44

  3.2.3 直接电流控制的控制环路的设计44-47

  3.3 用DSP实现三相电流型PWM整流器的控制47-50

  3.3.1 DSP 2407简介47-48

  3.3.2 三相电流型PWM整流器控制的数字实现48-50

  3.4 本章小结50-51

  第四章 实验电路设计以及实验结果51-72

  4.1 硬件电路的实现51-61

  4.1.1 主电路及其参数的选择51-55

  4.1.2 信号调理电路的设计55-57

  4.1.3 设计中电磁兼容的考虑57-61

  4.2 开环仿真和实验结果61-69

  4.2.1 仿真电路的设计61-63

  4.2.2 仿真结果及其分析63-65

  4.2.3 开环实验结果及其分析65-69

  4.3 直接电流控制的实验结果69-71

  4.3.1 静态实验的结果及其分析69-70

  4.3.2 负载扰动实验的结果及其分析70-71

  4.4 本章小结71-72

  第五章 全文总结和展望72-74

  参考文献74-77

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