三相背靠背變流器的研究.pdf

1、能源緊缺和工業(yè)負載多元化，促使電能變換技術(shù)向著高效節(jié)能的方向發(fā)展。變流器作為電能變換任務(wù)的主要承擔者，在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著不可替代的作用。然而從目前變流器的發(fā)展情況來看，傳統(tǒng)交-直-交變流器采用不可控整流或相控整流方式，使得變流器產(chǎn)生大量諧波電流，造成諧波污染。更重要的是其能量只能單向流動，回饋的電能不能再次輸送給電網(wǎng)造成能源浪費。因此如何解決這些問題成為電力電子電能變換領(lǐng)域一個熱點問題。由于背靠背變流器采用PWM可控整流方式具有四象限運

2、行、網(wǎng)側(cè)電流連續(xù)正弦化、直流電壓可控和單位功率因數(shù)運行等優(yōu)勢，成為解決這些問題最有效的方法。然而從目前背靠背變流器工作性能來看，依舊存在高頻諧波電流和負載功率變化時直流電壓動態(tài)響應(yīng)不足等問題，這就限制了背靠背變流器的工作性能以及效率的提高，所以對于上述問題的解決對變流器的發(fā)展及應(yīng)用有著深遠的意義。本文以三相電壓型背靠背變流器作為對象進行了全面研究，在原理分析、數(shù)學建模等基礎(chǔ)上對變流器的控制系統(tǒng)進行設(shè)計，并且通過仿真和樣機實驗對所述方案的

3、進行了驗證。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴分析變流器發(fā)展現(xiàn)狀，總結(jié)變流器控制方法和應(yīng)用領(lǐng)域。對變流器控制中所采用的不同算法進行分析，發(fā)現(xiàn)目前背靠背變流器存在系統(tǒng)響應(yīng)速度慢，負載變化時直流母線電壓波動大及對諧波電流控制不足等問題。⑵背靠背變流器工作原理分析及建模。通過對坐標變換方法的研究，分別在三相靜止坐標系、兩相靜止坐標系及兩相旋轉(zhuǎn)坐標系上建立變流器的數(shù)學模型，并且以三相異步電機為例對變流器負載的數(shù)學模型進行分析。⑶以數(shù)學模型為基礎(chǔ)

4、，對變流器控制方法進行研究。分別對PWM整流和逆變幾種常用控制算法及控制參數(shù)的選取進行分析，并且對不同算法特點進行比較。在此基礎(chǔ)上，針對減小諧波電流、提高負載變化時響應(yīng)速度和電能利用率這一關(guān)鍵問題將電流無差拍控制和有功功率反饋補償應(yīng)用在變流器控制中。除此之外對基于雙二階廣義積分的軟件鎖相環(huán)技術(shù)和SVPWM技術(shù)進行了闡述。最后通過Matlab進行仿真及結(jié)果分析，驗證控制方法的可行性。⑷采用DSP作為主控制芯片，配合IGBT模塊構(gòu)成的功率變