單周期控制高功率因數整流器研究畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 圖48 電壓誤差信號 圖49 PI調節器輸出信號圖410 負載突增時輸入電壓和電 圖411 負載突增時輸出電壓從仿真結果可以得出結論：在負載突增和突減情況下，單周期控制策略具有抵抗負載擾動的能力，實現了輸出電壓無靜差的要求。輸入電流嚴格跟隨輸入電壓變化，實現了單位功率因數整流過程，負載在突增和突減的情況下，由于改進的單周期控制策略引入電源電壓前饋控制，并且消除了電壓誤差放大器輸出信號Vm對變換器的影響，保證了輸入電流很好的正弦度。圖412 負載突減時輸入電壓和電流（3）變換器整流到逆變過程：，有源前端變換器從整流到逆變時輸入電壓和電流波形如圖413所示，直流母線輸出電壓如圖414所示。直流母線帶有源負載時，加載電機工作在回饋制動狀態，制動能量通過加載驅動器回饋給直流母線電容上，導致直流母線電壓的泵升，制動能量的快速處理并有效地回收利用，對于提高加載系統的加載頻寬具有重要的意義。采用單周期控制策略可以實現制動能量的快速處理和能量的雙向流動，具有動態響應快，實現了單位功率因數整流和逆變過程。 圖413 負載突減時輸出電壓 圖414整流到逆變時輸入電壓和電流 圖415 整流到逆變時輸出電壓 本章小結本章對單周期控制三相PWM整流器控制系統和MATLAB軟件進行了介紹，對單周期控制三相PWM整流器進行仿真實驗，實驗表明，在負載突增和突減情況下，單周期控制策略具有抵抗負載擾動的能力。變換器整流到逆變過程，采用單周期控制策略可以實現制動能量的快速處理和能量的雙向流動，具有動態響應快，實現了單位功率因數整流和逆變過程。驗證了單周期控制策略的正確性和有效性。結　論本文介紹了單周期控制的基本原理，尤其對單周期控制三相PWM整流器進行了詳細介紹，對其主電路拓撲和控制方法進行了分析，通過建模仿真驗證了單周期控制的正確性和優越性。推導了單周期控制三相電壓型PWM整流器的控制規律。它不需要乘法器更不需要對輸入電壓進行檢測,其控制邏輯簡單并且以恒定頻率工作, 可以在每個開關周期控制輸入電流跟蹤正弦參考量, 從而實現低電流諧波畸變和高功率因數。完成了三相PWM 整流器的設計和實驗研究, 仿真和試驗結果都驗證了理論分析的正確性。為了實現高功率因數的整流,對三相電壓型PWM(Pulse width Modulate)整流器的拓撲結構和控制方法進行了研究,以其為研究對象,重點在于對三相電壓型PWM整流器單周期控制方式的研究。首先建立了三相PWM整流器的數學模型,根據單周期控制特點,設計了控制系統電路框圖。然后基于MATLAB/SIMULINK 軟件平臺,建立了基于單周期控制的三相電壓型PWM整流器的仿真模型,進行系統驗證。仿真和實驗結果都表明單周期控制是一種有效的控制方法,實現了功率因數基本為1的目的。采用了一種新穎的非線性控制技術即單周控制技術, 省略了傳統功率因數校正電路所需要的乘法器,不需要檢測輸入電壓。能夠在每一開關周期內抑制輸入電壓的波動并且控制輸入平均電流跟蹤輸入相電壓且不受負載電流的約束,即使負載電流有很大的諧波也不會使輸入電流發生畸變。從而實現了低電流畸變開關變換器中采用單周期控制技術是能夠實現低電流諧波畸變和高功率因數的。和功率因數校正。給出的仿真和實驗結果也驗證了在開關變換器中采用單周期控制技術是能夠實現低電流諧波畸變和高功率因數的。根據仿真結果證明本文設計的單周期控制三相PWM整流器電路，完全能夠達到整流、高輸入功率因數、降低諧波、穩壓的目標。參考文獻[1] 王兆安, 黃俊. 電力電子技術[M]. 第四版. 北京: 機械上業出版社, 2001.[2] 武志賢, 蔡麗娟, [J] . 西安:西北工業大學出版社, 2005.[3] [D]. 西安: 西北工業大學, 2005.[4] 葉斌, 電力電子應用技術[M]. 北京: 清華大學出版社, 2006. [5] 熊健, 張凱, 裴雪軍, 等 一種改進的PWM 整流器間接電流控制方案仿真[ J ]. 電工技術學報, 2003. [6] 張崇巍, 張興. PWM 整流器及其控制策略[ M]. 北京: 機械工業出版社, 2003. [7] BORISAVLJEVIC, Modeling and Analysis of a Digitally Controlled High Power SwitchMode Rectifier[J].IEEE Transaction on Power Electronics,2005. [8] 岳怡. 數字電路與數字電子技術[M]. 西安:西北工業大學出版社,2000.[9] 張崇巍, 張興. PWM 整流器及其控制[M]. 北京:機誡工業出版社,2003．[10] QIAO Chongming, Smedley Keyue Ma. A general threephase PFC controller for rectifiers with a seriesconnected dual boost topology [J] . IEEE Transactions on Industry Applications, 2002．[11] Roberts P C, Mcmahon R A. Equivalent circuit for the brushless doubly fed machine including parameter estimation and experimental verification［J］. IEEE Proceedings Electric Power Applications，2005．[12] 王君瑞. 雙PWM 變頻器勵磁的變速恒頻風電系統［J］. 電機技術，2011. [13] YANG Chen，Smedley K M． Onecyclecontrolled three phase gridconnected inverters and their parallel operation［J］. IEEE Transactions on Industry Applications，2008．[13] 潘后榮, 吉同周, 竇一平. 交流勵磁變速恒頻雙饋風力發電系統并網控制策略與試驗［J］. 山西:能源與節能., 2009. [14] 楊志強, 宋平崗. 基于Matlab 的單周期控制三相高功率因數并網逆變器的建模與仿真［J］. 大功率變流技術, 2009.[15] 趙金. 新型可逆PWM整流器主電路參數設計仿真. 華中科技大學學報, 2004[16] 田亞菲, 何繼愛. 電壓空間矢量脈寬調制(SVPWM)算法仿真實現及分析. 電力系統及其自動化學報, 2004.[17] 裴云慶. LC濾波的三相橋式整流電路網側諧波分析. 電力電子技術，2003，[18] Min B D, et al. SVMbased hysteresis current controller for three phase PWM rectifier. IEE Proceedings Electric Power Applications, 2009. [19] Rusong Wu, et al. Analysis of a PWM ac Voltage source converterunder the predicted current control with a fixed Switchingfrequency. IEEE Trans . on Industry Applications, 2008.[20] Keyue M Smedley. One cycle control of switching Annual IEEE PESC, 2001. [21] Keyue MSmedley, SlobodanCuk. One cycle control of switching co nverters. IEEE Trans. on Pow er Electro nics, 1995.致　謝本論文的選題、課題的研究及撰寫工作是在我的指導老師劉松斌副教授的悉心指導下完成的。在本次畢業設計期間，劉老師謙虛嚴謹的治學態度、誨人不倦的工作熱情和求實務實的敬業精神，都深深的影響和激勵著我。畢業設計期間，在劉老師的指導下，我不僅在學術上有所收獲，而且逐步培養了自己獨立分析問題和解決問題的能力。在此，我由衷的感謝劉老師。此外我還要感謝電氣院所有老師四年來對我的教育，謝謝他們四年來對我的指導和幫助，在此向他們表示崇高的敬意和衷心的感謝！在論文的完成過程中，還得到了許多同學的熱情幫助，我們共同研究探討問題，提出各自的見解，最終解決問題，在此向他們表示誠摯的謝意！最后，感謝我的家人對我的支持和鼓勵！34