【正文】
圖48 電壓誤差信號 圖49 PI調(diào)節(jié)器輸出信號圖410 負(fù)載突增時輸入電壓和電 圖411 負(fù)載突增時輸出電壓從仿真結(jié)果可以得出結(jié)論:在負(fù)載突增和突減情況下,單周期控制策略具有抵抗負(fù)載擾動的能力,實(shí)現(xiàn)了輸出電壓無靜差的要求。輸入電流嚴(yán)格跟隨輸入電壓變化,實(shí)現(xiàn)了單位功率因數(shù)整流過程,負(fù)載在突增和突減的情況下,由于改進(jìn)的單周期控制策略引入電源電壓前饋控制,并且消除了電壓誤差放大器輸出信號Vm對變換器的影響,保證了輸入電流很好的正弦度。圖412 負(fù)載突減時輸入電壓和電流(3)變換器整流到逆變過程:,有源前端變換器從整流到逆變時輸入電壓和電流波形如圖413所示,直流母線輸出電壓如圖414所示。直流母線帶有源負(fù)載時,加載電機(jī)工作在回饋制動狀態(tài),制動能量通過加載驅(qū)動器回饋給直流母線電容上,導(dǎo)致直流母線電壓的泵升,制動能量的快速處理并有效地回收利用,對于提高加載系統(tǒng)的加載頻寬具有重要的意義。采用單周期控制策略可以實(shí)現(xiàn)制動能量的快速處理和能量的雙向流動,具有動態(tài)響應(yīng)快,實(shí)現(xiàn)了單位功率因數(shù)整流和逆變過程。 圖413 負(fù)載突減時輸出電壓 圖414整流到逆變時輸入電壓和電流 圖415 整流到逆變時輸出電壓 本章小結(jié)本章對單周期控制三相PWM整流器控制系統(tǒng)和MATLAB軟件進(jìn)行了介紹,對單周期控制三相PWM整流器進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)表明,在負(fù)載突增和突減情況下,單周期控制策略具有抵抗負(fù)載擾動的能力。變換器整流到逆變過程,采用單周期控制策略可以實(shí)現(xiàn)制動能量的快速處理和能量的雙向流動,具有動態(tài)響應(yīng)快,實(shí)現(xiàn)了單位功率因數(shù)整流和逆變過程。驗(yàn)證了單周期控制策略的正確性和有效性。結(jié) 論本文介紹了單周期控制的基本原理,尤其對單周期控制三相PWM整流器進(jìn)行了詳細(xì)介紹,對其主電路拓?fù)浜涂刂品椒ㄟM(jìn)行了分析,通過建模仿真驗(yàn)證了單周期控制的正確性和優(yōu)越性。推導(dǎo)了單周期控制三相電壓型PWM整流器的控制規(guī)律。它不需要乘法器更不需要對輸入電壓進(jìn)行檢測,其控制邏輯簡單并且以恒定頻率工作, 可以在每個開關(guān)周期控制輸入電流跟蹤正弦參考量, 從而實(shí)現(xiàn)低電流諧波畸變和高功率因數(shù)。完成了三相PWM 整流器的設(shè)計和實(shí)驗(yàn)研究, 仿真和試驗(yàn)結(jié)果都驗(yàn)證了理論分析的正確性。為了實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)的整流,對三相電壓型PWM(Pulse width Modulate)整流器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方法進(jìn)行了研究,以其為研究對象,重點(diǎn)在于對三相電壓型PWM整流器單周期控制方式的研究。首先建立了三相PWM整流器的數(shù)學(xué)模型,根據(jù)單周期控制特點(diǎn),設(shè)計了控制系統(tǒng)電路框圖。然后基于MATLAB/SIMULINK 軟件平臺,建立了基于單周期控制的三相電壓型PWM整流器的仿真模型,進(jìn)行系統(tǒng)驗(yàn)證。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果都表明單周期控制是一種有效的控制方法,實(shí)現(xiàn)了功率因數(shù)基本為1的目的。采用了一種新穎的非線性控制技術(shù)即單周控制技術(shù), 省略了傳統(tǒng)功率因數(shù)校正電路所需要的乘法器,不需要檢測輸入電壓。能夠在每一開關(guān)周期內(nèi)抑制輸入電壓的波動并且控制輸入平均電流跟蹤輸入相電壓且不受負(fù)載電流的約束,即使負(fù)載電流有很大的諧波也不會使輸入電流發(fā)生畸變。從而實(shí)現(xiàn)了低電流畸變開關(guān)變換器中采用單周期控制技術(shù)是能夠?qū)崿F(xiàn)低電流諧波畸變和高功率因數(shù)的。和功率因數(shù)校正。給出的仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果也驗(yàn)證了在開關(guān)變換器中采用單周期控制技術(shù)是能夠?qū)崿F(xiàn)低電流諧波畸變和高功率因數(shù)的。根據(jù)仿真結(jié)果證明本文設(shè)計的單周期控制三相PWM整流器電路,完全能夠達(dá)到整流、高輸入功率因數(shù)、降低諧波、穩(wěn)壓的目標(biāo)。參考文獻(xiàn)[1] 王兆安, 黃俊. 電力電子技術(shù)[M]. 第四版. 北京: 機(jī)械上業(yè)出版社, 2001.[2] 武志賢, 蔡麗娟, [J] . 西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社, 2005.[3] [D]. 西安: 西北工業(yè)大學(xué), 2005.[4] 葉斌, 電力電子應(yīng)用技術(shù)[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2006. [5] 熊健, 張凱, 裴雪軍, 等 一種改進(jìn)的PWM 整流器間接電流控制方案仿真[ J ]. 電工技術(shù)學(xué)報, 2003. [6] 張崇巍, 張興. PWM 整流器及其控制策略[ M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2003. [7] BORISAVLJEVIC, Modeling and Analysis of a Digitally Controlled High Power SwitchMode Rectifier[J].IEEE Transaction on Power Electronics,2005. [8] 岳怡. 數(shù)字電路與數(shù)字電子技術(shù)[M]. 西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社,2000.[9] 張崇巍, 張興. PWM 整流器及其控制[M]. 北京:機(jī)誡工業(yè)出版社,2003.[10] QIAO Chongming, Smedley Keyue Ma. A general threephase PFC controller for rectifiers with a seriesconnected dual boost topology [J] . IEEE Transactions on Industry Applications, 2002.[11] Roberts P C, Mcmahon R A. Equivalent circuit for the brushless doubly fed machine including parameter estimation and experimental verification[J]. IEEE Proceedings Electric Power Applications,2005.[12] 王君瑞. 雙PWM 變頻器勵磁的變速恒頻風(fēng)電系統(tǒng)[J]. 電機(jī)技術(shù),2011. [13] YANG Chen,Smedley K M. Onecyclecontrolled three phase gridconnected inverters and their parallel operation[J]. IEEE Transactions on Industry Applications,2008.[13] 潘后榮, 吉同周, 竇一平. 交流勵磁變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)控制策略與試驗(yàn)[J]. 山西:能源與節(jié)能., 2009. [14] 楊志強(qiáng), 宋平崗. 基于Matlab 的單周期控制三相高功率因數(shù)并網(wǎng)逆變器的建模與仿真[J]. 大功率變流技術(shù), 2009.[15] 趙金. 新型可逆PWM整流器主電路參數(shù)設(shè)計仿真. 華中科技大學(xué)學(xué)報, 2004[16] 田亞菲, 何繼愛. 電壓空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)算法仿真實(shí)現(xiàn)及分析. 電力系統(tǒng)及其自動化學(xué)報, 2004.[17] 裴云慶. LC濾波的三相橋式整流電路網(wǎng)側(cè)諧波分析. 電力電子技術(shù),2003,[18] Min B D, et al. SVMbased hysteresis current controller for three phase PWM rectifier. IEE Proceedings Electric Power Applications, 2009. [19] Rusong Wu, et al. Analysis of a PWM ac Voltage source converterunder the predicted current control with a fixed Switchingfrequency. IEEE Trans . on Industry Applications, 2008.[20] Keyue M Smedley. One cycle control of switching Annual IEEE PESC, 2001. [21] Keyue MSmedley, SlobodanCuk. One cycle control of switching co nverters. IEEE Trans. on Pow er Electro nics, 1995.致 謝本論文的選題、課題的研究及撰寫工作是在我的指導(dǎo)老師劉松斌副教授的悉心指導(dǎo)下完成的。在本次畢業(yè)設(shè)計期間,劉老師謙虛嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、誨人不倦的工作熱情和求實(shí)務(wù)實(shí)的敬業(yè)精神,都深深的影響和激勵著我。畢業(yè)設(shè)計期間,在劉老師的指導(dǎo)下,我不僅在學(xué)術(shù)上有所收獲,而且逐步培養(yǎng)了自己獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。在此,我由衷的感謝劉老師。此外我還要感謝電氣院所有老師四年來對我的教育,謝謝他們四年來對我的指導(dǎo)和幫助,在此向他們表示崇高的敬意和衷心的感謝!在論文的完成過程中,還得到了許多同學(xué)的熱情幫助,我們共同研究探討問題,提出各自的見解,最終解決問題,在此向他們表示誠摯的謝意!最后,感謝我的家人對我的支持和鼓勵!34