三相電壓型pwm整流器及其控制的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(已修改)
2025-07-02 04:17 本頁(yè)面
【正文】 華東交通大學(xué)理工學(xué)院Institute of Technology. East China Jiaotong University畢 業(yè) 論 文Graduation Thesis（2009 —2013 年）題 目： 三相電壓型PWM整流器及其控制的設(shè)計(jì) 分 院： 電氣與信息工程分院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 摘 要傳統(tǒng)的二極管不可控整流器和晶閘管半控整流器輸出的直流電壓存在不同程度的波動(dòng)，需要體積龐大的濾波裝置、電網(wǎng)電流畸變率大、諧波含量大等缺點(diǎn)。直流電壓波動(dòng)太大給負(fù)載帶來(lái)了不良影響、濾波裝置體積龐大會(huì)導(dǎo)致整流器笨重并且設(shè)備占地面積增大、電網(wǎng)電力畸變率大諧波含量高從而需要無(wú)功補(bǔ)償裝置，這些都增大了傳統(tǒng)整流器的設(shè)計(jì)與運(yùn)行成本。本文從實(shí)際出發(fā)，首先介紹了三相電壓型PWM整流器的發(fā)展史，電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以及電路的控制策略。深入的研究了PWM整流器的數(shù)學(xué)模型，得到了一些有用的結(jié)論，重點(diǎn)研究了PWM整流器的控制策略，即SVPWM調(diào)制策略，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制器。在MATLAB中搭建了仿真模型，仿真結(jié)果表明了所建立的控制系統(tǒng)是有效的，能夠穩(wěn)定三相電壓型PWM整流器直流側(cè)的直流電壓，在負(fù)載突變后，也能很好的調(diào)節(jié)的直流電壓保持不變，并且電網(wǎng)電流與電壓同相，實(shí)現(xiàn)了單位功率因數(shù)運(yùn)行。關(guān)鍵字：PWM整流；SVPWM調(diào)制；仿真；單位功率因數(shù) AbstractTraditional controlled rectifier diode and thyristor half controlled rectifier output of the DC voltage varying degrees of volatility, the need for bulky filtering device, grid current distortion, harmonic content and other shortings. DC voltage is too volatile to the load brought adverse effects the filtering device bulky lead to rectifier bulky and equipment covers an area of increased, Power Grid distortion rate of high harmonic content and reactive power pensation device, which are increased conventional rectifier design and operating costs.From reality, this paper first introduces the history of the development of the threephase voltagetype PWM rectifier circuit topology, and circuit control strategy. Indepth study of the mathematical model of PWM rectifier, got some useful conclusions, focus on the PWM rectifier control strategy, SVPWM modulation strategy, design the controller. In MATLAB to build a simulation model, the simulation results show that the established control systems are effective, stable threephase voltagetype PWM rectifier DC side DC voltage, load mutation, can be well regulated DC voltage remains unchanged and the same phase of the grid current and voltage, to achieve unity power factor operation.Key words: PWM rectifier。 SVPWM modulation。 simulation。 unity power factor29目 錄中文摘要 1英文摘要 2目錄 3第1章 緒論 1 課題的研究背景與意義 1 諧波的危害和抑制 1 功率因數(shù)校正技術(shù) 2 PWM整流器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 PWM整流器的分析與建模 3 三相PWM整流器控制技術(shù)的研究 3 PWM整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究 3 PWM整流器系統(tǒng)控制策略的研究 3 電壓型PWM整流器的控制技術(shù) 4 本文的主要研究?jī)?nèi)容和重點(diǎn) 4第2章 三相PWM整流器的原理及其數(shù)學(xué)模型 5 PWM整流器的基本原理 5 三相PWM整流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 5 ABC靜止坐標(biāo)系下的低頻數(shù)學(xué)模型 7 兩相坐標(biāo)系下的低頻數(shù)學(xué)模型 9 PWM整流器高頻通用數(shù)學(xué)模型 11 兩相dq坐標(biāo)系的PWM整流器高頻數(shù)學(xué)模型 14第3章 三相電壓型PWM整流器的控制 17 17 SVPWM算法在MATLAB中的實(shí)現(xiàn) 17 參考電壓矢量所在扇區(qū)N的判斷 18 不同扇區(qū)兩相鄰電壓空間矢量的作用時(shí)間 22第4章三相電壓型PWM整流器的建模和仿真 25 三相VSR直流電壓控制 25 27第五章 結(jié)論與展望 29參考文獻(xiàn)...........................................................30第1章 緒論 課題的研究背景與意義近十幾年來(lái)，隨著電力電子裝置的諧波污染受到愈來(lái)愈廣泛的重視，隨著用電設(shè)備諧波標(biāo)準(zhǔn)和電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程的推廣實(shí)施，必將會(huì)很大程度上促進(jìn)對(duì) PWM 整流器的發(fā)展。大多數(shù)的電力電子裝置都是通過(guò)整流器與其他系統(tǒng)進(jìn)行接口，功率因數(shù)提高意義重大，人們開(kāi)始研究通過(guò)PWM調(diào)制技術(shù)來(lái)改善網(wǎng)側(cè)電流的波形，并使電流相位與電壓相位同相，以此來(lái)達(dá)到單位功率因數(shù)的目的。整流器的發(fā)展經(jīng)歷了不可控整流、半控整流和全控整流三個(gè)階段。傳統(tǒng)的整流器相對(duì)PWM整流器存在的缺陷如下：(1)大量的諧波得不到良好的治理，對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生很大的不良影響。(2) 傳統(tǒng)整流器功率因數(shù)低，需要補(bǔ)償無(wú)功功率。(3) 交流電流畸變嚴(yán)重從而導(dǎo)致電網(wǎng)電壓波形畸變嚴(yán)重。(4) 直流側(cè)平波電抗器的電抗值很大，體積龐大笨重，成本提升。(5) 動(dòng)態(tài)反應(yīng)慢，控制不夠靈敏。 諧波的危害和抑制電網(wǎng)中的諧波對(duì)電力系統(tǒng)中的電網(wǎng)和其它系統(tǒng)的不良影響主要有以下幾方面：(1) 降低了發(fā)電系統(tǒng)、輸電系統(tǒng)設(shè)備的利用效率，增加了公共大電網(wǎng)的附加輸電損耗。(2) 引起設(shè)備發(fā)熱嚴(yán)重，使絕緣部分老化，降低用電設(shè)備的使用壽命，增加維修成本。(3) 造成公共大電網(wǎng)與補(bǔ)償無(wú)功的電容器之間發(fā)生諧振諧振。諧振電流大，容易造成電容損壞。(4) 諧波電壓和電流變化過(guò)快可能導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作和電氣測(cè)量?jī)x表計(jì)量不準(zhǔn)確 。(5) 干擾沿線的通信系統(tǒng)，產(chǎn)生噪聲并且降低通信質(zhì)量；嚴(yán)重者還會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)傳輸?shù)男畔G失，使電力的通信系
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