高功率因数可逆整流器控制算法的研究

论文摘要

随着电力电子装置的广泛应用,由整流器引起的电网谐波污染日益严重,消除谐波污染、提高功率因数,一直以来都是电力电子技术中的重要课题。论文研究的主要内容是PWM整流器的控制算法,通过对控制算法的改进,提高PWM整流器能量变换的效率,达到减小谐波含量、提高功率因数的目的。在分析了现有算法控制效果的基础上,讨论了将不同控制效果的算法结合在一起的可能性和必要性。提出一种以交流侧电流值为参考变量的“双滞环”方法,为不同算法间的结合提供了一种途径。论文对滞环空间矢量算法和滑模变结构电流控制算法的原理进行了分析,并在Matlab/Smulink环境下,分别对应用这两种控制算法的整流器系统进行了仿真和分析。滞环空间矢量算法的仿真效果理想,实现了单位功率因数,并且可以在整流和逆变状态间切换,得到的系统仿真模型可以用于实际系统设计。滑模变结构电流控制仿真,在Simulink环境下实现了对滑模变结构控制的描述,仿真效果还有待提高。此外,论文还针对整流器系统仿真中的一般问题,如整流器数学模型的建立、坐标变换在仿真中的实现等问题进行专题讨论。分别在3相静止坐标系(a,b,c)和2相旋转坐标系(d,q)下建立了整流器数学模型,前者应用于滞环SVPWM算法仿真,滑模变结构电流控制仿真则是基于后者建立起来的。坐标变换模块实现了3相静止坐标系和2相旋转坐标系之间的相互转换,一方面满足了控制算法的需要,另一方面提供了一种通过坐标系(d,q)下的直流量对坐标系(a,b,c)下的3相交流量进行分析的方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究意义
• 1.2 PWM 整流器概述
• 1.2.1 PWM 整流器原理
• 1.2.2 PWM 整流器的分类
• 1.2.3 PWM 整流器的控制方法
• 1.3 国内外发展现状及趋势
• 1.4 本课题的主要研究内容及创新点
• 第二章 关于整流器控制算法的一般问题
• 2.1 三相电压型整流器数学模型
• 2.1.1 三相电压型整流器一般数学模型
• 2.1.2 三相电压型整流器dq 模型
• 2.1.3 坐标变换在Matlab/Simulink 中的实现
• 2.2 网侧功率因数
• 2.3 PWM 整流器四象限运行原理
• 第三章 基于不定频滞环的SVPWM 电流控制
• 3.1 滞环SVPWM 算法的原理
• 3.1.1 空间矢量PWM 算法原理
• 3.1.2 滞环电流控制原理
• 3.1.3 基于不定频滞环的SVPWM 电流控制
• 3.2 滞环SVPWM 算法仿真程序
• 3.3 滞环SVPWM 算法仿真结果分析
• 3.4 滞环SVPWM 算法在逆变状态下的控制效果
• 第四章 滑模变结构电流控制算法
• 4.1 滑模控制及其原理
• 4.2 滑模电流控制算法
• 4.3 滑模电流控制的电压空间矢量选择
• 4.4 滑模电流控制的MATLAB 仿真程序
• 4.4.1 系统整体图
• 4.4.2 仿真模块功能介绍
• 4.4.3 仿真结果及分析
• 第五章 关于算法结合的讨论
• 5.1 两种控制算法间的区别与联系
• 5.1.1 两种控制算法间的联系
• 5.1.2 两种控制算法间的区别
• 5.2 双滞环SVPWM 算法
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢