【正文】 link simulation 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 第 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ III experiment with the summary of PWM control techniques and the use of voltage and current double closed loop control. Simulation results show that the work of the system consistent with the theoretical analysis, this system not only enables the DC voltage is adjustable within a certain range, but also reduce the rectifier AC side current harmonics to achieve the unity power factor operation. Key words: threelevel power factor correction MATLAB simulation 主要符號(hào)說(shuō)明 Su 輸入交流電源電壓 si 網(wǎng)側(cè)電流 abAB uu / 交流側(cè)調(diào)制電壓 du 直流側(cè)輸出電壓 di 直流側(cè)輸出負(fù)載電流 gi 中點(diǎn)箝位電流 1u 直流側(cè)電容 C1 兩端電壓 2u 直流側(cè)電容 C2 兩端電壓 aS1 aS4 / b1S bS4 三電平整流器左 /右半橋臂四個(gè)開(kāi)關(guān)管 aVD1 aVD4 / bVD1 bVD4 三電平整流器 8 個(gè)反并聯(lián)二極管 1C / 2C 直流側(cè)上下兩個(gè)支撐電容 R 入端電阻 L 入端電感 LR 直流側(cè)輸出負(fù)載電阻 AS 三電平整流電路簡(jiǎn)化模型的 A 相開(kāi)關(guān) 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 第 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ IV BS 三電平整流電路簡(jiǎn)化模型的 B 相開(kāi)關(guān) 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 第 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ V 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。抑制電力諧波提高功率因數(shù)的方法主要有兩種，一種是裝設(shè)專用的諧波補(bǔ)償裝置，該方法相應(yīng) 地帶來(lái)了成本增加的問(wèn)題；另一種是采用新型的高功率因數(shù)變流器。 然而相對(duì)于兩電平 PWM整流電路，三電平 PWM整流器的功率開(kāi)關(guān)管所承受的關(guān)斷電壓為直流側(cè)電壓的一半，減少了功率開(kāi)關(guān)管的電壓強(qiáng)度，同時(shí)電平數(shù)的增加使入端電流更接近正弦波，在同樣的的開(kāi)關(guān)頻率及控制方式下，其電流諧波總畸變率（ THD）要遠(yuǎn)小于兩電平 PWM整流器。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。 為有效地控制電網(wǎng)諧 波干擾，在 1994年 3月國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局頒布了國(guó)標(biāo) GB/T 145491993《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》，對(duì)電力用戶做出了明確的規(guī)定。 在短短 20 多年的時(shí)間里，已經(jīng)形成了三類基本拓?fù)浼耙幌盗懈倪M(jìn)拓?fù)洹? (3)由于電平數(shù)的增加，改善了輸出電壓波形，即使在開(kāi)關(guān)頻率很低時(shí)也能保證一定的正弦度。 （ 1）三電平 PWM整流器的建模 通過(guò)建立三電平 PWM整流器的數(shù)學(xué)模型，能夠深入揭示系統(tǒng)的非線性本質(zhì)，為輸入電流和輸出電壓控制器的設(shè)計(jì)和中點(diǎn)電位平衡控制方法的研究打下基礎(chǔ)。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要研究?jī)?nèi)容 本設(shè)計(jì)在廣泛查閱國(guó)內(nèi)外有關(guān) PWM 整流器研究資料和基于 MATLAB 仿真實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)二極管箝位型三電平 PWM 整流電路進(jìn)行了較為深入的研究。其關(guān)鍵性的改進(jìn)在于用全控型功率開(kāi)關(guān)管取代了半控型功率開(kāi)關(guān)管或二極管，以 PWM 斬控整流取代了相控整流或不控整流。從圖 21 可以看出： PWM 整流器模型電路由交流回路、功率開(kāi)關(guān)管橋路以及直流回路組成。當(dāng)電壓矢量端點(diǎn)位于圓軌跡 A 點(diǎn)時(shí)，電流矢量 ?I 比 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 第 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 7 電動(dòng)勢(shì)矢量 ?su 滯后 90176。當(dāng) PWM整流器運(yùn)行至 C點(diǎn)時(shí)， PWM整流器將不從電網(wǎng)吸收有功功率，而只從電網(wǎng)吸收容性無(wú)功功率。 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 第 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 8 二極管箝位整流器系統(tǒng)拓?fù)浞治? 單相三電平 PWM 整流器主電路如圖 23 所示， aS1 ~ aS4 、 bS1 ~ bS4 為開(kāi)關(guān)器件，su 為電壓電源， si 為網(wǎng)側(cè)電流， abu 為變換器調(diào)制電壓， du 為直流側(cè)電壓， R 和 L 分別為牽引變壓器的牽引繞組側(cè)漏阻抗和感抗， 1C 和 2C 為直流側(cè)兩個(gè)支撐電容，并當(dāng)網(wǎng)側(cè)電流 si 從交流側(cè)流向直流側(cè) (即如圖 23 所示 si 為從左至右流動(dòng) )時(shí)，定義 0?si 。 SuSabuRuL SuSiabu RLu （ a）整流運(yùn)行 （ b）逆變運(yùn)行 SuSi abRuL SuSi abRuL （ c） SVG 運(yùn)行 （ d）電流超前電壓運(yùn)行 圖 25 四象限變流器的向量圖 圖 25(a)中 ?abU 滯后 ?sU 的相角為 ? ， ?sI 和 ?sU 完全同相位，電路工作在整流狀態(tài)，且功率因數(shù)為 1，這是四象限整流器的基本工作狀態(tài)。 對(duì)二次輸出端直流電容，較大的電容能對(duì)直流側(cè)輸出電壓紋波能起到較好的抑制作用，但過(guò)大的電容也影響電路動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。同理當(dāng) BS =l時(shí)， BNu = 1u ；當(dāng) BS =0時(shí)， BNu =0；當(dāng) BS = 1? 時(shí)， BNu = 2u? 。整流器交流側(cè)電感的作用歸結(jié)如下： (1)隔離電網(wǎng)電壓與整流器交流側(cè)電壓； (2)濾除整流器交流側(cè) PWM 諧波電流，從而實(shí)現(xiàn)整流器交流側(cè)正弦波電流或一定頻帶范圍內(nèi)的任意電流波形控制； (3)使整流器具有 Boost PWM AC/DC 變換性能； (4)使整流器獲得良好電流波形的同時(shí)，還可向電網(wǎng)傳輸無(wú)功功率，甚至實(shí)現(xiàn)網(wǎng)側(cè)純電感、純電容運(yùn)行特性； (5)使整流器控制系統(tǒng)獲得了一定的阻尼特性，從而有利于控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn) 安徽工業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 第 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 15 行。 下面我們來(lái)介紹一下整流器二次濾波電路、入端電感、直流側(cè)電容的作用。 狀態(tài) 1（ 1,1） 開(kāi)關(guān)管 aS1 、 bS1 、 aS2 、 bS2 開(kāi)通，變流器交流側(cè) 0?abu ，電容通過(guò)直流側(cè)負(fù)載放電，線路電流 si 的大小隨主電路電壓 su 的變化而增加或減?。? ++abaS1bS3bS2bS1aS4 aS3aS2bS4 ossi 1C2u1u2C LRRL 狀態(tài) 2（ 1,0） 開(kāi)關(guān)管 aS1 、 aS2 、 bS2 、 bS3 開(kāi)通，變流器交流側(cè) 1uuab? ，輸入端電感電壓等于 1uus? ,電容 1C 被正向（或反向）電流充電（或放電）， 2C 通過(guò)直流側(cè)負(fù)載放電； ++abaS1bS3bS2b1aS4a3aS2bS4 ousi1C2u1u2C LRRL++abaS1bS3bS21a4a3a2bS4 osusi1C2u1u2C LRRL 0?si 0?si 狀態(tài) 3（ 1,1） 開(kāi)關(guān)管 aS1 、 aS2 、 bS3 、 bS4 開(kāi)通，變流器交流側(cè) 21 uuuab ?? ，正向（或反向）電流對(duì)電容 1C 及 2C 被充電（或放電），由于輸入電感電壓反向，電流 si 逐漸減小； 安徽工業(yè)大學(xué)