雙PWM變換器協(xié)調(diào)控制研究.pdf

1、基于雙PWM變換器的調(diào)速系統(tǒng)因其網(wǎng)側(cè)電流近似正弦、功率因數(shù)可控和能實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)等特性而受到廣泛關(guān)注。本文以雙PWM變換器為研究對(duì)象，針對(duì)該技術(shù)目前存在的問題，從理論分析、計(jì)算機(jī)仿真和實(shí)驗(yàn)樣機(jī)驗(yàn)證三個(gè)方面進(jìn)行了深入的研究。
　　 本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)：
　　 針對(duì)網(wǎng)側(cè)PWM整流器的功能和特點(diǎn)，根據(jù)瞬時(shí)功率理論，建立了網(wǎng)側(cè)PWM整流器的功率數(shù)學(xué)模型，對(duì)PWM整流器的瞬時(shí)功率流向進(jìn)行了分析。分析了傳統(tǒng)PWM整流器直接功

2、率控制(Direct Power Control，DPC)系統(tǒng)中開關(guān)矢量的作用原理，指出傳統(tǒng)PWM整流器DPC系統(tǒng)在靠近基本電壓矢量的地方容易出現(xiàn)無(wú)功功率失控現(xiàn)象，導(dǎo)致網(wǎng)側(cè)電流和直流電壓出現(xiàn)較大波動(dòng)?；赑WM整流器功率數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)了一種18扇區(qū)空間矢量劃分方法，并得出了相應(yīng)的開關(guān)矢量選擇表，克服了傳統(tǒng)PWM整流器DPC系統(tǒng)對(duì)無(wú)功功率控制的缺陷，獲得了良好的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)效果。
　　 對(duì)基于負(fù)載功率前饋的雙PWM變換器協(xié)調(diào)控制進(jìn)行

3、了研究，分析了功率前饋補(bǔ)償原理和兩種典型的功率前饋控制方式的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，指出采用負(fù)載功率預(yù)測(cè)實(shí)現(xiàn)功率前饋時(shí)，通過合理選擇控制器參數(shù)，可使直流母線電壓不受負(fù)載功率指令的影響；分析了功率估算誤差對(duì)直流母線電壓波動(dòng)的影響，指出當(dāng)功率估算誤差較小時(shí)，基于預(yù)測(cè)功率前饋的雙PWM變換器具有較好抑制直流母線電壓波動(dòng)的能力。此外，對(duì)永磁同步電機(jī)矢量控制方式進(jìn)行了分析，給出了預(yù)測(cè)功率的計(jì)算方法。
　　 為了提高直流母線電壓動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度，抑制直流母線

4、電壓的波動(dòng)，選擇直接電容功率控制方法作為研究對(duì)象，并分析了傳統(tǒng)前饋控制方法的不足。在對(duì)雙PWM變換器進(jìn)行小信號(hào)模型分析的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種基于直接電容功率控制的雙PWM變換器協(xié)調(diào)控制方法，該方法用電容功率控制環(huán)代替網(wǎng)側(cè)PWM整流器有功功率控制環(huán)，通過直接控制電容瞬時(shí)功率為零實(shí)現(xiàn)雙PWM變換器的解耦控制。在傳統(tǒng)負(fù)載功率的估算中，估算精度受電機(jī)參數(shù)影響較大，為此，本文設(shè)計(jì)了一種負(fù)載功率觀測(cè)器，該方法只需測(cè)量整流器輸出電流和直流母線電壓，即可