VIENNA整流器調(diào)制方法與控制策略的研究.pdf

1、電力電子裝置的大量引入給電網(wǎng)帶來了嚴重的諧波污染，因此功率密度高、輸入輸出諧波性能良好的整流裝置及其控制方法是當前的研究熱點。VIENNA整流器是由二極管整流電路演變而來的一種三電平Boost型AC/DC變換器，相較于傳統(tǒng)PWM整流器具有功率密度高、開關(guān)管電壓應力小、可靠性高、無需設置死區(qū)時間、控制電路相對簡單等優(yōu)點。本文以電動汽車充電機前級三相三線制VIENNA整流器為研究對象，對其拓撲結(jié)構(gòu)、控制策略以及調(diào)制方法等方面展開研究。

2、>　　首先，本文在三種坐標系下建立了基于狀態(tài)空間平均法的數(shù)學模型，利用三值邏輯開關(guān)函數(shù)對 VIENNA整流器的開關(guān)特性進行簡化分析。第一章分析了VIENNA整流器的運行機理、運行特性，并結(jié)合數(shù)學模型推導出不同坐標系下的等效電路，為進一步研究VIENNA整流器奠定了基礎。
　　其次，本文對VIENNA整流器的PWM調(diào)制方法進行了研究，利用傅立葉變換對VIENNA整流器兩種常用的載波調(diào)制方法進行了數(shù)學分析與比較，得出在波形質(zhì)量上采用同

3、相載波調(diào)制要優(yōu)于反相載波調(diào)制的結(jié)論。本文將矢量進行分類并結(jié)合VIENNA整流器的矢量分布特點分析了各類矢量對中點電位的影響。本文采用基于兩電平空間矢量理論的簡化 SVPWM調(diào)制方法，避免了傳統(tǒng)空間矢量調(diào)制方法需要大量三角函數(shù)運算的缺點。針對中點電位偏移問題，當采用載波調(diào)制方法時，通過向電容中點注入零序電流來平衡中點電位；當采用空間矢量調(diào)制方法時，通過調(diào)節(jié)一對冗余小矢量在一個開關(guān)周期內(nèi)的時間分配實現(xiàn)電容中點電位的平衡控制。
　　再次

4、，本文在兩相旋轉(zhuǎn)坐標系下設計了電壓、電流雙閉環(huán)控制器，針對采用PI控制器時電流內(nèi)環(huán)模型存在耦合項以及抗干擾性能差的問題，在兩相靜止坐標系下，采用無耦合且對交流信號跟蹤性能良好的準比例諧振控制器調(diào)節(jié)電流內(nèi)環(huán)。
　　最后，本文利用 Simulink平臺搭建了系統(tǒng)模型并進行了仿真驗證，并利用15kW充電機模塊進行了實驗驗證。仿真和實驗結(jié)果表明，整流器輸出電壓能夠穩(wěn)定跟隨給定，且負載發(fā)生變化時能夠快速重新回到給定電壓，同時輸入電流與電網(wǎng)電