馈能型三相PWM整流器研究与设计

论文摘要

随着世界一次能源的缺乏,各国都在寻找开发可再生能源,改善能源结构,保障能源安全,保护环境,实现经济社会的可持续发展。其中以利用太阳能发电、风力发电以及生物质发电的应用最为广泛,而以PWM(Pulse Width Modulation)技术为基础的馈能型功率变换装置在其中担任着不可忽略的角色。本文围绕馈能型三相PWM整流器技术展开了研究。本文在阅读大量文献的基础上,从馈能型三相PWM整流器的系统主电路结构出发,建立了在三相坐标系、静止坐标系和旋转坐标系下的数学模型,并通过电流电压双闭环,母线电压前馈的方式实现了在两相同步旋转坐标系下对VSR和VSI的电流静态解耦模型,实现了系统单位功率因数控制。在建立的数学模型基础上,本文针对馈能型三相PWM整流器的关键技术进行了深入的分析,主要包括:电流内环和电压外环的设计、基于电网电压的三相同步技术设计、无交流电压传感器的方法设计、浪涌电流的原因和解决方法、积分初值问题等。同时给出了主电路直流侧母线电压选择、直流侧电容设计、交流侧电感设计的原则和相应的计算公式。本文基于Saber Designer软件构建了馈能型三相PWM整流器的仿真实验平台,并针对前面的分析,本文完成了整流状态、逆变状态、基于电网电压的三相同步技术、无交流电压传感器技术、减少启动时浪涌电流等实验。通过上述实验的结果验证了本文分析的合理性和方案可行性,并为以后项目的实践打下了坚实的理论基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 PWM 整流器国内外研究现状
• 1.3 全文主要研究内容及安排
• 2 馈能型三相PWM 整流器的系统模型及工作原理分析
• 2.1 馈能型三相PWM 整流器工作在整流状态的数学模型
• 2.2 馈能型三相PWM 整流器工作在逆变状态的数学模型
• 2.3 馈能型三相PWM 整流器的调制策略
• 2.4 本章小结
• 3 馈能型三相PWM 整流器控制系统设计
• 3.1 电流内环设计
• 3.2 电压外环设计
• 3.3 基于电网电压的同步技术
• 3.4 无电网电压传感器的同步技术
• 3.5 死区效应分析
• 3.6 启动时浪涌电流的分析
• 3.7 积分初始值问题分析
• 3.8 主电路参数设计
• 3.9 本章小结
• 4 馈能型三相PWM 整流器仿真实验及结果分析
• 4.1 系统仿真参数的选定
• 4.2 馈能型PWM 整流器电路仿真
• 4.3 本章小结
• 5 全文总结及展望
• 5.1 全文工作总结
• 5.2 今后工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读学位期间发表的学术论文