一体化风机中数字式有源功率因数校正器的设计

摘要

传统的风机驱动系统会对电网造成谐波污染,影响连在同一电网的其它用电设备的正常工作,为此本文设计了带有功率因数校正功能的风机驱动器。
　　对于小功率的单相输入风机驱动器采用了基于Boost拓扑结构的平均电流法功率因数校正电路。在该技术中,电流过零点畸变会影响功率因数校正的性能,为此本文提出了一种新的过零点畸变抑制的方法并给出了理论证明和具体实现方式。采用占空比前馈补偿的数字控制,可以减小输入和输出电压对电感电流控制的干扰,从而使得输入电流能理想地跟踪输入电压,为了验证前馈补偿的效果,本文对输入阻抗进行了分析进而说明了前馈补偿对电流相位超前的抑制作用。为了得到准确的反馈电流,本文提出了一种电流采样方法,根据开关的占空比信息在一个PWM周期的两个不同时刻采样两次。所提出的方法可以有效地抑制电流相位超前,减小过零点畸变,优化电流采样程序算法。仿真和实验结果都表明本文提出的方法的正确性和有效性。
　　对于大功率的三相输入风机驱动器采用了三相六开关式APFC技术。首先推导了三相VSR在三相静止坐标系和两相旋转坐标系下的数学模型,接着基于dq坐标系上的数学模型提出了基于电压前馈的电流解耦控制策略。仿真结果验证了利用该种算法可以令三相输入电流达到较高的功率因数,并且有效地减少了输入电流的畸变。针对上述算法存在传感器过多的问题,本文又提出了虚拟磁链定向矢量控制方式,利用该种控制方式省去了电网电压传感器,仿真结果表明了虚拟磁链定向控制方式和传统的电压前馈电流解耦控制方式几乎能达到相同的控制效果。

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第1章 绪论

1. 1 课题背景及研究的目的与意义

1. 2 相关理论及研究发展现状

1. 3 单相APF C的拓扑结构和控制策略

1. 4 三相APF C的控制拓扑及控制策略

1. 5 本文的主要研究内容

1. 6 本文的章节安排

第2章 Boost-Ty p e有源功率因数校正

2. 1 单相APF C系统

2. 2 电路参数及控制器的设计

2. 3 电流过零点畸变抑制技术

2. 4 仿真及实验

2. 5 本章小结

第3章 三相六开关式有源功率因数校正

3. 1 主电路基本变流原理

3. 2 主电路的数学模型

3. 3 控制算法设计

3.4 无电网电压传感器三相APFC技术

3. 5 仿真结果

3. 6 本章小结

第4章 Boost-Ty p e有源功率因数校正系统设计

4. 1 系统总体拓扑

4. 2 系统硬件电路

4. 3 系统软件设计

4. 4 系统实验分析

4. 5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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