三相高功率因数整流器的研究

论文摘要

消除电网谐波污染，提高功率因数是电力电子领域研究的一个重大且很有实际价值的课题。随着现代电力电子技术，微电子技术以及计算机仿真技术的发展，诞生于上个世纪80年代的空间矢量控制理论(SVPWM)和PWM整流技术相结合起来被应用到三相功率因数校正的这个课题上来，并且取得了长足的进步。 本文正是以三相电压型PWM整流器(VSR)为研究对象，分析了空间矢量控制理论的基本内容；分析，研究了PWM整流器的工作原理以及换流过程，阐述了采用空间矢量控制策略的PWM整流器是如何实现单位功率因数校正；利用MATLAB和Saber两种软件，分别对系统进行了仿真建模，通过MATLAB的数学模型和Saber的物理模型更为全面地对采用空间矢量控制的PWM整流器进行了比较分析，给出了各项参数的设计，设置方法。同时设计了以DSPLF2407为控制核心，以IR2130为驱动核心，再配以保护和隔离等功能的硬件电路。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 谐波的危害
• 1.2 谐波,无功功率以及功率因数的产生
• 1.2.1 正弦电路
• 1.2.2 非正弦电路
• 1.2.3 无功功率的物理意义
• 1.2.4 瞬时功率概念
• 1.3 不控整流
• 1.4 PWM整流电路
• 1.5 国内外研究现状
• 1.6 课题研究的目的和意义
• 1.7 本文的主要研究内容
• 第二章 PWM整流器工作原理和空间矢量控制技术
• 2.1 PWM整流器研究概况
• 2.2 PWM整流器的建模研究
• 2.2.1 PWM整流器拓扑结构的研究
• 2.2.2 PWM整流器系统控制策略的研究
• 2.3 PWM整流器工作原理
• 2.4 空间矢量控制策略（SVPWM）
• 2.4.1 坐标变换
• 2.4.3 扇区的划分与选择
• 2.4.4 有效矢量作用时间的计算
• 2.4.5 空间矢量开关方式的选取
• 2.5 三相电压型PWM整流器的数学模型
• 2.5.1 三相静止坐标系下的VSR数学模型
• 2.5.2 两相旋转坐标系（p,q）下VSR的模型
• 2.6 电流解耦
• 2.7 三相PWM整流器的换流分析
• 第三章 高功率因数整流器系统仿真建模分析
• 3.1 仿真软件简介
• 3.2 三相高功率因数整流器的控制结构
• 3.2.1 MATLAB仿真分析
• 3.2.2 直流侧输出电压
• 3.3 闭环控制回路分析
• 3.3.1 电流环参数的设计
• 3.3.2 电压环参数的设计
• 3.4 Saber仿真建模
• 3.4.1 Saber软件简介
• 3.4.2 Saber仿真分析
• 3.5 主电路的设计
• 3.5.1 交流侧电感参数得计算
• 3.5.2 直流侧电容参数的计算
• 第四章 硬件电路设计
• 4.1 硬件电路组成
• 4.2 DSPLF2407简介
• 4.3 交流信号调理电路
• 4.4 PWM驱动电路
• 4.5 隔离电路
• 4.6 过压过流保护电路
• 4.7 电压闭环控制器的设计
• 4.8 电流数字PI调节
• 4.9 主功率开关管的选取
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 作者在校期间发表的论文
• 致谢