基于VIENNA整流器的數(shù)字電源系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展,越來越多的電力設(shè)備運用到人類的生產(chǎn)生活當中。然而由于其非線性的特點使得大量的諧波分量和無功功率注入電網(wǎng),導致電力電子整流設(shè)備的網(wǎng)側(cè)電流畸形嚴重,無法滿足現(xiàn)代電力設(shè)備對于電能質(zhì)量的高要求。本文針對三相VIENNA整流器拓撲進行深入研究,VIENNA整流器是一種性能優(yōu)越的三電平PFC拓撲結(jié)構(gòu),該整流器具有所需開關(guān)器件少、開關(guān)管承受電壓應(yīng)力小的優(yōu)點。基于上述眾多優(yōu)點,VIENNA整流器深受國內(nèi)外研究學者的廣泛關(guān)注。

2、因此,本文主要從以下幾個方面對其進行深入探討。
　　本文首先介紹了三相PWM整流器拓撲及其控制策略的研究現(xiàn)狀,并比較各種拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點;接著分析了VIENNA整流器拓撲的工作原理,并進一步研究了VIENNA整流器在三相abc坐標系下的數(shù)學模型;根據(jù)建模所得矩陣方程,設(shè)計了三相VIENNA整流器的控制系統(tǒng),并通過Matlab軟件編寫m文件,驗證文章所述數(shù)學模型的正確性。
　　其次,本文研究了單周期控制(One-Cycle-C

3、ontrol,OCC)的基本原理,并分析了三相獨立工作模式下的單周期控制過程;針對峰值電流控制模式下普遍存在的諧波振蕩問題,提出斜坡補償?shù)姆椒?并給出系統(tǒng)穩(wěn)定時補償信號斜率的工作范圍,為選取控制參數(shù)提供理論依據(jù);同時研究了單周期控制下直流母線的中點電位平衡問題,針對中點電位三倍頻擾動問題,通過采用數(shù)字鎖相環(huán)的方法產(chǎn)生系統(tǒng)所需的零序分量。另外,根據(jù)文中所述的控制理論編寫相應(yīng)的控制程序,并利用PSIM9.0仿真軟件搭建系統(tǒng)模型,驗證了本文中

4、控制策略的可行性與正確性。
　　再次,文章分析了系統(tǒng)硬件模塊,主要包括最小系統(tǒng),過流保護電路,線電壓、輸入電流、直流母線電壓采樣調(diào)理電路,PWM驅(qū)動電路以及預充電電路,分析其工作原理并搭建信號采樣調(diào)理電路仿真模型,通過仿真驗證元器件選型的合理性。軟件系統(tǒng)主要是利用C語言編寫相關(guān)控制程序;主要是系統(tǒng)軟件主控制流程,包括函數(shù)定義、變量申明等,AD采樣程序設(shè)計,通訊程序設(shè)計,系統(tǒng)啟動控制程序,電壓、電流過擊保護程序等。
　　最后,