论文部分内容阅读
由于常见的不控整流器会在其交流侧的电流中产生大量谐波，所以在许多有高电能质量要求的网络中，不控整流器无法达到相应的准入标准。PWM高频整流器具有输入电流正弦化和单位功率因数化等特点，且可以实现能量回馈，符合许多高标准要求的用电场合，具有广阔的应用前景。
PWM整流器的时变性和非线性使它的控制较为复杂。本文主要基于一台三相两电平的电压型PWM整流器的研制和设计来撰写，内容包括模型建立和控制方法的研究、空间矢量调制、系统的软硬件方案设计，以及样机运行。
首先，本文分析了三相半桥型PWM整流器的的拓扑结构，并推导了三相电压型PWM整流器在dq两相同步旋转坐标系下的数学模型。在dq数学模型下，采用双闭环控制结构对控制器进行了设计，实现了解耦控制；通过采用模糊控制和重复控制，提高了系统的抗干扰能力和稳定性。同时，系统采用五段式的空间电压矢量调制技术，进一步改善交流侧电流的正弦化和电能的利用效率，并且借助于Matlab软件快速建立三相PWM整流器模型，通过仿真结果验证了控制算法的可行性。
其次，论文介绍了三相PWM整流器的主要器件选型方法，对系统的软硬件进行了参数计算和设计。硬件方面，介绍了主电路交流电感L和直流电容C的选型，以及一种基于RCD放电时间控制的驱动保护电路和一种基于绝对值运算的电流电压保护电路；软件方面，采用TI公司的TM320F28335和ALTERA公司的EPM3256ATC144作为控制器，其中DSP控制芯片控制数据采集和指令输出，CPLD芯片则负责全局电路的故障逻辑判断和报警反馈，文章给出了主程序的设计流程和主要器件的控制逻辑，并介绍了一种改进型的相序检测算法。
最后，搭建了一台6kVA的三相高频整流器实验样机，并长时间烤机运行，样机烤机数据和测试结果表明了三相PWM整流器在当前控制方法、参数设计上合理性，从而说明了整个设计取得了前期预定的结果。
PWM整流器的时变性和非线性使它的控制较为复杂。本文主要基于一台三相两电平的电压型PWM整流器的研制和设计来撰写，内容包括模型建立和控制方法的研究、空间矢量调制、系统的软硬件方案设计，以及样机运行。
首先，本文分析了三相半桥型PWM整流器的的拓扑结构，并推导了三相电压型PWM整流器在dq两相同步旋转坐标系下的数学模型。在dq数学模型下，采用双闭环控制结构对控制器进行了设计，实现了解耦控制；通过采用模糊控制和重复控制，提高了系统的抗干扰能力和稳定性。同时，系统采用五段式的空间电压矢量调制技术，进一步改善交流侧电流的正弦化和电能的利用效率，并且借助于Matlab软件快速建立三相PWM整流器模型，通过仿真结果验证了控制算法的可行性。
其次，论文介绍了三相PWM整流器的主要器件选型方法，对系统的软硬件进行了参数计算和设计。硬件方面，介绍了主电路交流电感L和直流电容C的选型，以及一种基于RCD放电时间控制的驱动保护电路和一种基于绝对值运算的电流电压保护电路；软件方面，采用TI公司的TM320F28335和ALTERA公司的EPM3256ATC144作为控制器，其中DSP控制芯片控制数据采集和指令输出，CPLD芯片则负责全局电路的故障逻辑判断和报警反馈，文章给出了主程序的设计流程和主要器件的控制逻辑，并介绍了一种改进型的相序检测算法。
最后，搭建了一台6kVA的三相高频整流器实验样机，并长时间烤机运行，样机烤机数据和测试结果表明了三相PWM整流器在当前控制方法、参数设计上合理性，从而说明了整个设计取得了前期预定的结果。