三相電壓型PWM整流器的直接功率控制技術研究與實現(xiàn).pdf

1、三相PWM 整流器是目前整流器領域研究的熱點，由于其具有雙向能量流動性，以及交流電流波形和功率因數(shù)任意可控性，應用場合越來越廣泛。直接功率控制對變換器的瞬時功率直接進行閉環(huán)控制，本文主要內(nèi)容即對三相電壓型PWM 整流器的直接功率控制技術進行全面深入的研究。
　　 根據(jù)瞬時功率理論，推導和建立了三相PWM 變換器的功率數(shù)學模型。通過分析PWM 整流器的有功功率和無功功率的功率流向，闡述了其工作原理?；跀?shù)學模型，分別研究每個開關矢

2、量在矢量空間中對瞬時功率的不同影響，提出了一種非固定18扇區(qū)矢量空間劃分方法，基于這種劃分方法提出了新的開關矢量表。這種開關矢量表不僅可以克服傳統(tǒng)開關表對無功功率控制上的缺陷，獲得更好的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)控制效果，而且可以對其他開關表的不足進行一定的解釋，具有很強的通用性。
　　 根據(jù)直接功率控制的特點，提出了PWM 整流器交流側(cè)電感值、直流側(cè)電壓值和直流側(cè)電容值的設計計算方法。通過數(shù)學推導，得出了系統(tǒng)參數(shù)間相互關系，有利于指導系統(tǒng)設計

3、。本文引入了數(shù)字控制器的實時性因子概念，來考察直接功率控制的數(shù)字化對控制效果的影響，同時給出了整個數(shù)字控制系統(tǒng)延遲時間的最大容忍值，并提出衡量數(shù)字控制系統(tǒng)效果的真實環(huán)寬的概念。死區(qū)效應也是影響波形質(zhì)量的一大原因，本文通過分別分析死區(qū)時間對變換器交流側(cè)電壓和交流電流的影響，將死區(qū)時間對PWM 整流器的影響歸納為死區(qū)的電壓效應和電流效應，給出了這兩種效應的表達式，并給出了一種優(yōu)化的死區(qū)設置方法，該方法實現(xiàn)簡單且不會增加控制器的負擔。

4、　　 采用滯環(huán)比較器的直接功率控制系統(tǒng)的開關頻率不固定，是實用化過程中需要解決的一個技術問題。將采用PI 調(diào)節(jié)器的直接電流控制方法和采用滯環(huán)比較器的直接功率控制系統(tǒng)進行對比，指出滯環(huán)環(huán)寬與開關頻率的矛盾關系，提出一種開關頻率限制方法。該方法在新型18 扇區(qū)劃分方式的基礎上，通過控制無功功率滯環(huán)比較器的環(huán)寬來達到提高波形質(zhì)量、限制最大開關頻率的目的。為了實現(xiàn)開關頻率恒定的直接功率控制策略，本文將直接功率控制與空間矢量調(diào)制方法相結(jié)合，提出

5、基于瞬時功率反饋解耦的DPC-SVM控制方法，通過實驗分析了這種控制方法的性能。
　　 將交流電機中定子磁鏈的概念引入到三相PWM 整流器中，定義為虛擬磁鏈VF，并利用虛擬磁鏈矢量進行定向控制和瞬時功率估算，獲得了一種新的直接功率控制方法，稱為VF-DPC控制方法。該方法不僅省去了電網(wǎng)電壓傳感器，提高了系統(tǒng)的可靠性；而且，由于虛擬磁鏈估算中積分環(huán)節(jié)的濾波器特性，可以在非理想電網(wǎng)條件下獲得很好的控制效果。在實現(xiàn)過程中，利用一個二階