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三相电网不平衡的PWM整流器研究

放大字体  缩小字体发布日期:2012-08-03  浏览次数:627
核心提示:PWM整流器相比传统的不控整流和相控整流,能实现输入单位功率因数,正弦化的输入电流,稳定的直流电压。然而在电网电压不平衡时,电网电压中的负序电压分量导致整流器的直流电流出现二次谐波,使得直流侧电压也产生二次谐波,严重影响PWM整流器的性能。
 【摘要】: PWM整流器相比传统的不控整流和相控整流,能实现输入单位功率因数,正弦化的输入电流,稳定的直流电压。然而在电网电压不平衡时,电网电压中的负序电压分量导致整流器的直流电流出现二次谐波,使得直流侧电压也产生二次谐波,严重影响PWM整流器的性能。如何抑制不平衡电网电压下产生的二次谐波电流,提高PWM整流器性能是本文的重点研究内容。

本文分析了传统整流器存在的问题,阐述了三相电压型PWM整流器的基本工作原理,建立了其三相静止坐标系下的基本数学模型和两相旋转坐标系下的数学模型。根据控制系统设计的需要,建立了采用占空比描述的低频数学模型。分析了PWM整流器的基本电流控制方法,讨论其在平衡时和不平衡时的控制策略,阐述了PWM整流器的空间矢量调制策略,及其PWM整流器的输入滤波器的选型原则。在MATLAB平台下进行电网电压平衡时的PWM整流器的仿真实验,验证了直接电流控制的可行性。并且进行了电网电压不平衡时的PWM整流器的双电流控制仿真,验证了双电流控制在抑制二次谐波方面的可行性以及输入滤波器选型的基本原则的正确性。

最后阐述了PWM整流器所需的硬件设计,并完成了三相PWM整流器在平衡条件下的物理实验,实验结果验证了论文提出的控制策略的正确性。

【学位授予单位】:中南大学

【学位级别】:硕士

【学位授予年份】:2010

【分类号】:TM461

【目录】: 摘要3-4

ABSTRACT4-5

第一章 绪论5-15

1.1 PWM整流器的发展现状和应用5-11

1.2 三相电压型PWM整流器控制策略概述11-12

1.3 三相电压不平衡的概述12-13

1.4 国内外研究现状13

1.5 本课题研究内容13-15

第二章 三相电压型PWM整流器数学模型15-28

2.1 三相电压型PWM整流器的基本工作原理15-16

2.2 平衡时三相电压型PWM整流器模型16-24

2.3 不平衡时三相电压型PWM整流器数学模型24-27

2.4 本章小结27-28

第三章 电压型PWM整流器的控制策略28-44

3.1 平衡条件下PWM整流器的控制策略28-33

3.2 不平衡条件下PWM整流器的控制策略33-39

3.3 PWM整流器的空间矢量调制39-43

3.4 本章小结43-44

第四章 PWM整流器输入滤波器设计及其仿真44-50

4.1 PWM整流器输入滤波器的设计44-45

4.2 平衡条件下PWM整流器的仿真45-47

4.3 不平衡条件下PWM整流器的仿真47-49

4.4 本章小结49-50

第五章 基于DSP2407的PWM整流器硬件电路设计50-55

5.1 PWM整流器的控制电路设计50

5.2 控制模块50-51

5.3 驱动模块51-52

5.4 采样模块52-53

5.5 平衡条件下PWM整流器的实验53-54

5.6 本章小结54-55

第六章 总结与展望55-56

参考文献56-60

致谢60-61

攻读硕士期间发表学术论文61

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