基于死区补偿的三相SVPWM整流器的研究

摘要

三相SVPWM整流器因为具有直流电压恒定、谐波污染少等优点被大量应用在新能源和电网的电力电子接口,从而成为了目前电力电子领域中炙手可热的研究课题之一。此外,半导体器件的大量且频繁使用也造成了日益严重的谐波危害,因此如何减小谐波污染也成为了人们重点研究的问题。
　　本文提出了基于数字控制的三相整流器的设计方法,重点研究了其交流电感和电容的设计方法,推导了从调制器输入到整流桥输出的传递函数并在此基础上设计了直流电压外环、交流电流内环的双PI调节器。最后,利用MATLAB仿真软件对三相整流器进行了仿真分析并且基于TMS320F2812搭建了一个14kW的实验样机,进行了实验分析。针对负载大范围突变时直流电压超调大和调节时间长的问题,直流电压外环控制器采用了自适应PI调节器。对大范围投切负载实验进行原理分析,设计了自适应PI调节器的规则库,并基于第二章的仿真模型和实验样机,进行了仿真和试验验证。在基于SVPWM调制的三相整流器的死区效应的理论分析的基础上，提出了通用的计算死区时间对交流电流THD影响的MATLAB函数,并且提出了一种便于数字化实现的死区补偿方案。利用MATLAB软件对三相整流器的死区效应和提出的死区补偿方法进行了仿真验证,并搭建了一个100W的三相整流器的实验样机进行了试验验证。

目录

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摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题背景与研究的目的和意义

1.2 PWM整流器概述

1.2.1 PWM整流器的发展

1.2.2 PWM整流器的拓扑结构

1.2.3 PWM整流器的控制

1.3 本文的主要研究内容

第2章 三相SVPWM整流器的设计

2.1 引言

2.2 交流电感和电容的选取

2.3 控制系统的分析

2.3.1 整流桥的传递函数

2.3.2 双PI调节器的参数的计算

2.3.3 两相旋转坐标dq变换及其解耦控制

2.3.4 控制系统的离散化

2.4 仿真和实验结果分析

2.4.1 仿真结果分析

2.4.2 实验结果分析

2.5 本章小结

第3章 基于自适应PI调节器的电压外环

3.1 引言

3.2 自适应PI调节器的分析

3.3三相整流器的控制规则

3.4 仿真和实验结果分析

3.4.1 仿真结果分析

3.4.2 实验结果分析

3.5 本章小结

第4章 死区效应及其补偿策略

4.1 引言

4.2死区效应分析

4.3 死区补偿策略

4.4 仿真和实验结果分析

4.4.1 仿真结果分析

4.4.2 实验结果分析

4.5 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明

致 谢