高功率因数整流器控制策略研究与仿真平台建设

论文摘要

电力电子装置以其高效的电能变换和方便的控制性能,在工业、民用产品和电子办公设备中得到了广泛应用,但是,电力电子装置属于非线性用电设备,接入电网之后,将会产生丰富的谐波,造成电网的谐波污染,被称为电网“公害”。此外,电力电子装置在调控时往往具有较低的功率因数,在供电系统中引起较大的电能损耗。因此,研究如何提高电力电子装置的功率因数(包括基波位移因数和谐波畸变因数),具有重要的经济意义和社会意义。本文主要研究高功率因数整流器的控制策略,并建立一个使用方便灵活的仿真研究平台。论文在分析各种整流电路工作原理的基础上,对几种典型的整流电路的功率因数进行了分析比较,其中,PWM整流器可以实现单位功率因数,且直流电压稳定,动态响应较快。研究了PWM单位功率因数整流器的控制方法和系统参数设计,着重对基于空间电压矢量的PWM整流电路电流解耦控制策略进行了设计研究。针对几种典型整流器的电路结构,建立了统一的整流器仿真实验平台,可实现不同整流器之间在功率因数(包括位移因数和畸变因数)方面的比较研究。设计了系统参数测试仿真模块、控制模块、同步信号发生模块等,建立了科学的仿真模块库。通过仿真示例,说明了仿真实验平台的正确性和合理性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要研究内容
• 2 典型整流电路的功率因数分析
• 2.1 功率因数的基本概念
• 2.2 提高功率因数的途径和方法
• 2.3 单相相控桥式整流器功率因数分析
• 2.4 双边对称整流器功率因数分析
• 2.5 单相PWM整流器电路功率因数分析
• 3 三相PWM整流电路
• 3.1 三相电压型PWM整流电路以及控制策略
• 3.2 空间电压矢量控制策略
• 3.3 三相电压型PWM整流器的数学模型
• 3.4 三相电压型PWM整流器的电流解耦控制
• 3.5 三相电压型PWM整流器系统主电路参数的设计
• 3.6 PI调节器参数的设计
• 4 高功率因数整流器仿真实验平台的建立
• 4.1 仿真实验的意义和优越性
• 4.2 仿真实验平台的方案设计
• 4.3 关于MATLAB/SIMULINK的简介
• 4.4 仿真实验平台设计方案
• 4.5 基于仿真平台的仿真
• 4.6 总结
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献