基于DSP的有源前端變換器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、有源前端(AFE)變換器具有網(wǎng)側(cè)電流正弦、功率因數(shù)可控、直流電壓恒定的優(yōu)點(diǎn)，且可實(shí)現(xiàn)電能回饋電網(wǎng)，因此在有源濾波、無(wú)功補(bǔ)償、新能源并網(wǎng)發(fā)電、能量回饋等場(chǎng)合具有廣闊應(yīng)用前景。
　　本文分析了有源前端變換器四象限運(yùn)行的基本原理及其基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，建立了該變換器在三相靜止坐標(biāo)系（abc）、兩相靜止坐標(biāo)系（αβ）、同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系（dq）下的電壓電流數(shù)學(xué)模型，同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的功率數(shù)學(xué)模型，并分析了固定開(kāi)關(guān)頻率PWM控制、預(yù)測(cè)電流控制、基于d

2、q旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的雙環(huán)PI控制三種系統(tǒng)控制策略。
　　研究了直接功率控制，推導(dǎo)了兩相靜止坐標(biāo)系、同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下復(fù)功率定義法和矢量乘法定義法的瞬時(shí)功率表達(dá)式，通過(guò)引入SVPWM算法取代開(kāi)關(guān)表，解決了傳統(tǒng)基于滯環(huán)控制器的直接功率控制無(wú)功功率波動(dòng)大、開(kāi)關(guān)頻率不固定等缺點(diǎn)。根據(jù)功率數(shù)學(xué)模型，分析了功率解耦控制、電網(wǎng)電壓前饋控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)有功功率和無(wú)功功率的無(wú)耦合獨(dú)立控制，根據(jù)系統(tǒng)控制方程，分析了PI調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)要求及其對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響，

3、分析了啟動(dòng)電流過(guò)沖的原因及抑制方法。研究了軟件鎖相環(huán)技術(shù)，分析了基于單同步坐標(biāo)系軟件鎖相環(huán)原理，利用Matlab/Simulink搭建仿真模型，對(duì)鎖相環(huán)和控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。
　　本文設(shè)計(jì)了有源前端變換器的硬件和軟件。硬件方面，重點(diǎn)介紹了主電路L、C的設(shè)計(jì)、IGBT驅(qū)動(dòng)保護(hù)電路設(shè)計(jì)、基于線性光耦的傳感器設(shè)計(jì)，在網(wǎng)側(cè)濾波電感的設(shè)計(jì)中，采用限制網(wǎng)側(cè)電流過(guò)零點(diǎn)處電流脈動(dòng)量的方法，縮小了電感參數(shù)的取值范圍，其結(jié)果更具實(shí)際工程應(yīng)用價(jià)值。