【正文】 里uα=uβ=(12ub12uc)Sα=23()Sβ=(12Sb12Sc)由于uON=0,ura=SαUdc，urβ=SβUdc因此將上式化簡(jiǎn)，并進(jìn)行變換得：LsIαs=UαsRIαsUdc(s)SαLsIβs=UβsRIβsUdc(s)SβCsUdcs=IdcsIL(s)Idcs=IαsSα+Iβ(s)Sβ ()在公式()中整理可得Iαs=UαsUdc(s)SαLs+RIβs=UβsUdc(s)SβLs+RIdcs=IαsSα+IβsSβUdcs=IdcsIL(s)CsILs=Udc(s)RL由上述公式可得在αβ坐標(biāo)下的數(shù)學(xué)模型如下圖 數(shù)學(xué)模型圖 本章小結(jié)本章主要介紹了基于電壓工作的三相PWM整流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和工作原理。uβ=32umsinωt。另一種是等功率變換。根據(jù)杰爾霍夫的電流定律不難計(jì)算，：Lddtiaibic=uaubucRiaibicuraurburc ()上式中ura=saudc+uoN，urb=sbudc+uoN，urc=scudc+uoN。uc=Umcosωt120。 電壓矢量圖 PWM整流器的數(shù)學(xué)模型在本次課程設(shè)計(jì)中三相整流器的數(shù)學(xué)模型采用瞬時(shí)動(dòng)態(tài)控制模型。當(dāng)SaSbSc=001時(shí)，則表示a、b兩相橋的下橋臂導(dǎo)通，c相橋的上橋臂導(dǎo)通。因此，通過(guò)控制整流器的功率開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷就可以影響整流器的輸入電壓uS，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)交流側(cè)電流i的大小和相位進(jìn)行控制，使其成為正弦波，并使整流器工作在功率因數(shù)為1的狀態(tài)下。實(shí)現(xiàn)這一功能的關(guān)鍵在于晶體管的自關(guān)斷特性和整流電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。第四章主要就matlab中simulink仿真進(jìn)行了研究，通過(guò)參數(shù)的計(jì)算確定仿真電路里各個(gè)模塊和器件的數(shù)值大小，然后就其功能進(jìn)行了對(duì)照比較?；诖?，此次任務(wù)的具體工作如下：第二章主要介紹了基于電壓工作的三相PWM整流器的工作原理和電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。使其和電壓實(shí)現(xiàn)同相位工作，即單位功率因數(shù)運(yùn)行。將計(jì)算出的功率瞬時(shí)值與給定的基準(zhǔn)值比較作為整流器件開(kāi)關(guān)狀態(tài)控制的參考量。 直接功率控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀在1990年以后，國(guó)外的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種將瞬時(shí)有功功率和無(wú)功功率用于PWM變換器閉環(huán)控制系統(tǒng)中的新型控制策略，該控制方法的基理是用對(duì)照開(kāi)關(guān)表的方式選擇合適的電壓空間向量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電流的直接控制，即控制了瞬時(shí)功率，這種方法的核心是瞬時(shí)功率理論[5]，在電網(wǎng)電壓控制的基礎(chǔ)上通過(guò)觀察基于功率變化所引起的電壓相位變化這一現(xiàn)象，由瞬時(shí)功率理論可知，功率變化會(huì)引起電網(wǎng)中電壓電流的變化，進(jìn)而影響系統(tǒng)的瞬時(shí)有功功率和無(wú)功功率，如果我們能對(duì)整流器的功率開(kāi)關(guān)加以控制，就能間接控制交流側(cè)電流，使之和電壓成同相位，即實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)，這種控制方法稱(chēng)為直接功率控制策略，簡(jiǎn)稱(chēng)DPC。控制系統(tǒng)是兩個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。針對(duì)一般的系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)PWM整流器正常工作，需要同時(shí)控制直流側(cè)輸出電壓和交流側(cè)輸入電流，直流輸出電壓作為外環(huán)控制量，交流輸入電流作為內(nèi)環(huán)控制量。我國(guó)風(fēng)能資源豐富，如不加以利用會(huì)造成極大的資源浪費(fèi)，因此將PWM整流技術(shù)運(yùn)用到風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)中就變得尤為重要[3]。因?yàn)镻WM整流器可以使電網(wǎng)內(nèi)電流處于正弦波輸入，并且運(yùn)行于單位功率因數(shù)從而減小電網(wǎng)中的感性無(wú)功，最終實(shí)現(xiàn)能量的兩向流動(dòng)[2]，做到電源綠色無(wú)污染，因此開(kāi)發(fā)PWM整流器實(shí)現(xiàn)單位功率控制成為解決問(wèn)題的關(guān)鍵。這種整流電路的工作機(jī)理是當(dāng)電壓到達(dá)自然換相點(diǎn)時(shí)自然換相，不需要專(zhuān)門(mén)設(shè)置驅(qū)動(dòng)電路，所以其的使用起來(lái)簡(jiǎn)單方便、穩(wěn)定可靠，是以在直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、同步電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)節(jié)、工業(yè)制煉、電鍍等范圍得到廣泛的使用。變壓器的設(shè)置與否要根據(jù)實(shí)際情況的不同做出改變。關(guān)鍵詞：PWM，整流器，直接功率控制Direct control of three phase PWM rectifierABSTRACTWith the development of modern industry, more and more attention has been on the converter, such as inverter power and high frequency switch. Traditional rectifier, whether using diode rectifiers, or the use of thyristor tube of phase controlled rectifier will at the grid side produced a lot of harmonic current and voltage, resulting in low power factor, power grid operation without economic disadvantage. On the basis of this, this paper studies a kind of rectifier control technology based on PWM wave, which can make the input voltage and current of the AC side to achieve the same phase, and reduce the harmonic ponent in the network side. This technology is the direct power control, referred to as DPC.In this paper, a voltage type PWM rectifier is used as the template. By analyzing the structure of the topology, the mathematical model of threephase rectifier in the twophase. By studying and studying instantaneous power theory, instantaneous power calculation module is added in the model. The phase of the input voltage is pared with the design of the two phase voltage ua and ub. According to these modules, the control model of PWM rectifier system is established.Finally, the simulation model of direct power control of PWM rectifier is established in MATLAB /Simulink. The whole control system adopts double closed loop system to control current phase. The principle is according to the acquisition of the instantaneous power and phase voltage signal is calculated at the required output voltage, by the switching table corresponding to different switch quantity output different voltage to select rectifier power switch of the switching sequence.Key words: PWM, rectifier, direct power control中北大學(xué)2016屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)目 錄1 緒論 1 研究的背景及意義 1 PWM整流器的研究概況 2 直接功率控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的任務(wù)和要求 32 PWM整流器的分析設(shè)計(jì) 5 三相PWM整流器的工作原理 5 整流器主電路拓?fù)溥x擇 5 整流器的開(kāi)關(guān)工作狀態(tài) 5 PWM整流器的數(shù)學(xué)模型 6 三相電壓在αβ兩相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型 8 本章小結(jié) 103 三相電壓型PWM整流器直接功率控制策略 10 三相PWM整流器直接功率控制理論 10 直接功率控制系統(tǒng)的基本組成 11 直接功率控制系統(tǒng)的工作原理 12 電壓、電流和功率的測(cè)量 13 輸入空間扇形區(qū)劃分 13 功率滯環(huán)比較器 14 開(kāi)關(guān)狀態(tài)表 15 本章小結(jié) 174 系統(tǒng)仿真及實(shí)驗(yàn)結(jié)果 18 整流電路參數(shù)的設(shè)計(jì) 18 直流側(cè)電壓選取 18 交流側(cè)電感選取 19 直流側(cè)電容選取 22 仿真模型 23第 Ⅰ 頁(yè) 共 Ⅱ 頁(yè) 仿真波形 30 本章小結(jié) 34參考文獻(xiàn) 35致謝 37第 Ⅱ 頁(yè) 共 Ⅱ 頁(yè)中北大學(xué)2016屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1 緒論 研究的背景及意義伴隨著半導(dǎo)體科技的快速成長(zhǎng)，電力電子裝置在交通、工業(yè)、能源、運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域發(fā)揮了越來(lái)越重要的應(yīng)用，其中整流電路可以把交變電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓或可調(diào)電壓的一種設(shè)備[1]。設(shè)計(jì)兩相電壓uα、uβ比較得到輸入電壓的相位。本文在此基礎(chǔ)上，研究一種基于PWM波的整流控制技術(shù)，它可以使得交流側(cè)輸入的電壓電流實(shí)現(xiàn)同相位，減小網(wǎng)側(cè)中的諧波成分。傳統(tǒng)整流器中不論是使用二極管的不控整流，還是使用晶閘管的相控整流都會(huì)在電網(wǎng)側(cè)產(chǎn)生大量的諧波電流和電壓，造成低功率因數(shù)、電