高功率因數(shù)三相可控整流器的研究與仿真.pdf

1、這些年來，隨著國民經(jīng)濟的持續(xù)和快速發(fā)展，制造業(yè)中對電力能源的需求越來越大，人們已經(jīng)認識到電力系統(tǒng)本身也是一種環(huán)境，對電能質量的要求越來越高。傳統(tǒng)的相控整流采用晶閘管整流，其網(wǎng)側功率因數(shù)較低，網(wǎng)側電流畸變會對電網(wǎng)側產(chǎn)生嚴重的諧波污染；另一方面，傳統(tǒng)整流裝置工作頻率低下，能量傳輸效率較低。本文設計了一種三相電壓型PWM整流器(簡稱VSR)，該整流裝置具有能實現(xiàn)網(wǎng)側單位功率因數(shù)、理想無低次諧波、直流輸出電壓穩(wěn)定等特點，論文所做工作如下：

2、>　　針對三相VSR拓撲結構的特點，分析了整流器的基本原理；通過詳細分析主電路的開關過程，運用開關函數(shù)的方法，通過坐標變換分別在abc靜止坐標系、αβ靜止坐標系以及dq旋轉坐標系中建立了數(shù)學模型，為進一步的控制策略研究提供了數(shù)學基礎。
　　考慮到整個系統(tǒng)的輸入側性能，本文討論了三相VSR的直接電流和間接電流控制方法，比較了不同坐標系下的固定開關頻率直接電流控制方案，最終選取了dq旋轉坐標系下的方案，其可以滿足更高的動、靜態(tài)性能。通

3、過分析三相VSR的控制策略，針對電網(wǎng)電壓擾動和dq旋轉坐標系下三相VSR數(shù)學模型的耦合性，本文引入了基于前饋解耦的雙閉環(huán)控制策略。分析基于前饋解耦策略的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，設計了整流器的主電路參數(shù)和控制參數(shù)。
　　基于實際電網(wǎng)電壓幅值及相位由于不同因素可能會導致一定程度的畸變，而傳統(tǒng)硬件鎖相或者單相數(shù)字鎖相在電網(wǎng)電壓頻率漂移時，不能快速、準確地鎖定輸入電流相位問題，本文設計了一種新型的數(shù)字鎖相環(huán)(PLL)，更快速地跟蹤電網(wǎng)電壓的相位和

4、頻率，使得系統(tǒng)工作在單位功率因數(shù)狀態(tài)。
　　接著，在matlab/simulink軟件平臺中建立了一個三相VSR的系統(tǒng)模型：構建雙閉環(huán)控制以及基于坐標變換的數(shù)字鎖相環(huán)模型，根據(jù)理論研究及計算結果進行相應的參數(shù)設置，通過軟件模擬來驗證系統(tǒng)的運行及理論的可行性。
　　最后，我們在實際系統(tǒng)中設計了相應的硬件和軟件電路。硬件電路包括電流電壓的采樣、IGBT的選型以及驅動電路的設計，其中，驅動電路采用了光耦驅動推挽電路的形式，可以更高