三相pwm整流器工作原理及數(shù)學模型研究畢業(yè)論文-展示頁
2025-04-16 02:04本頁面
【正文】 R直接電流控制原理圖顯然，電流指令來自電壓外環(huán)PI調(diào)節(jié)器輸出，而且表示三相電流的有共分兩；而電流指令則表示三相電流的無功分量，且可以獨立給定，若是要求單位功率因數(shù)運行，則可以將其給定設(shè)為0。4）在兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標系(d，q)中，電流控制方案易于有功和無功電流的解耦控制。2）由于開關(guān)頻率固定，因而網(wǎng)側(cè)變壓器及濾波電感設(shè)計較容易，并且有利于限制功率開關(guān)損耗。本文主要研究基于(d，q)坐標系的固定開關(guān)頻率PWM電流控制策略：1） 固定開關(guān)頻率PWM電流控制算法簡單，物理意義清晰。直接電流控制可以獲得較高品質(zhì)的電流響應(yīng)，但控制結(jié)構(gòu)和算法較間接電流控制復雜。這種直接電流控制與間接電流控制在結(jié)構(gòu)上的主要差別在于：前者具有網(wǎng)側(cè)電流閉環(huán)控制，而后者則無網(wǎng)側(cè)電流閉環(huán)控制。相對于間接電流控制，直接電流控制以快速電流反饋控制為特征。另外，間接電流控制還可分為穩(wěn)態(tài)間接電流控制和動態(tài)間接電流控制。這種間接電流控制由于無需設(shè)置交流電流傳感器以構(gòu)成電流閉環(huán)控制，因而是一種VSR簡單控制方案。該PWM電壓與電網(wǎng)電動勢共同作用于VSR交流側(cè)，并在VSR交流側(cè)形成正弦基波電流，而諧波電流則由VSR交流側(cè)電感濾除。 間接電流控制和直接電流控制的比較為了使PWM整流電路在工作時功率因數(shù)近似為1，即要求輸入電流為正弦波且和電源電壓同相位，可以有多種控制方法，根據(jù)有沒有引入電流反饋可以將這些控制方法分為兩種，沒有引入交流電流反饋的稱為間接電流控制，引入交流電流反饋的稱為直接電流控制。另一方面，當VSR應(yīng)用于注入有源電力濾波器等領(lǐng)域時，其王測電流的控制性能決定了系統(tǒng)性能指標的優(yōu)劣。而且旋轉(zhuǎn)坐標系中存在有功電流和無功電流的解耦，有利于實現(xiàn)VSR的控制。通過坐標變換將三相abc靜止坐標系轉(zhuǎn)換成以電網(wǎng)基波頻率同步旋轉(zhuǎn)的dq坐標系。定義單極性二值邏輯開關(guān)函數(shù)為：利用開關(guān)函數(shù)模型得到三相VSR在abc坐標系下的一般數(shù)學模型為 2）在dq坐標系下的數(shù)學模型：雖然VSR在abc坐標系下一般數(shù)學模型具有物理意義清晰、直觀等特點，但是在這種模型中，VSR交流側(cè)均具有一定頻率、幅值和相角的正弦時變交流量。1） 在abc坐標系下的數(shù)學模型：所謂三相電壓型整流器（VSR）在abc坐標系下的一般模型是根據(jù)三相VSR拓撲結(jié)構(gòu)，在三相abc靜止坐標系中，利用電路基本定律對其建立的一般數(shù)學描述。對各相電壓按圖14a)的向量圖進行控制，就可使各相電流，為正弦波且和電壓相位相同，功率因數(shù)為1。圖14 PWM整流電路兩種運行方式向量圖a）整流運行 b）逆變運行圖15 三相PWM整流電路三相PWM整流電路主要結(jié)構(gòu)如圖15所示，其工作原理和單相PWM整流電路類似。這說明PWM整流電路可以實現(xiàn)能量正反兩個方向的流動，既可以運行在整流狀態(tài)，從交流側(cè)向直流側(cè)輸送能量；也可以運行在逆變狀態(tài)，從直流側(cè)向交流側(cè)輸送能量。圖14給出了單相PWM整流電路的相量圖，其中以表示電網(wǎng)電壓，表示PWM整流電路輸出的交流電壓，為連接電抗器的電壓，為電網(wǎng)內(nèi)阻的電壓；在圖14a)中，滯后的相角為，與的相位完全相同，電路工作在整路流狀態(tài)，且功率因數(shù)為1。當一定時，的幅值和相位由中基波分量的幅值及其與的相位差決定。如果忽略這種脈動，當正弦信號波的頻率和電源頻率相同時，為頻率與電源頻率相同的正弦波。同SPWM逆變電路控制輸出電壓相類似，可在PWM整流電路的交流輸入端AB產(chǎn)生一個正弦調(diào)制PWM波，中除含有和開關(guān)頻率有關(guān)的高次諧波外，不含低次諧波成分。圖12 單相PWM整流電路圖12為單相全橋PWM整流電路，交流側(cè)電感包含外接電抗器的電感和交流電源內(nèi)部電感，是電路正常工作所必需的。相比之下，電壓型PWM整流電路以其結(jié)構(gòu)簡單，較低的損耗等優(yōu)點，電壓型PWM整流電路的成功應(yīng)用更現(xiàn)實鴨故選擇電壓型PWM整流電路進行研究。 PWM整流電路工作原理將普通整流電路中的二極管或晶閘管換成IGBT或MOSFET等自關(guān)斷器件，并將SPWM技術(shù)應(yīng)用于整流電路，這就形成了PWM整流電路。由上式不難理解：通過對模型電路交流側(cè)的控制，就可以控制其直流側(cè)，反之亦然。其中交流回路包括交流電動勢以及網(wǎng)側(cè)電感等，直流回路包括負載電阻及負載電動勢等；功率開關(guān)管整流電路可由電壓型或電流型整流電路組成。由此可見，PWM整流器實際上是一個其交、直流側(cè)可控，可以在四象限運行的變流裝置。所謂單位功率因數(shù)是指：當PWM運行于整流狀態(tài)時，網(wǎng)側(cè)電壓、電流同相位(正阻特性)；當PWM運行于有源逆變狀態(tài)時，其網(wǎng)側(cè)電壓、電流反相位(負阻特性)。三相pwm整流器工作原理及數(shù)學模型研究畢業(yè)論文目錄摘要 IAbstract II緒論 11 三相電壓源型PWM整流器工作原理及數(shù)學模型 2 PWM整流器工作原理 2 PWM整流電路基本特性 2 PWM整流電路工作原理 2 PWM整流電路基本特性 52 三相VSR控制策略及控制系統(tǒng)設(shè)計 7 VSR的電流控制方法 7 間接電流控制和直接電流控制的比較 7 三相VSR在dq坐標系下的直接電流控制 8 三相VSR控制系統(tǒng)的設(shè)計 9 電流內(nèi)環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計 9 電壓外環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計 11 三相VSR的仿真 123 硬件設(shè)計 17 主電路的設(shè)計 17 主功率開關(guān)器件的選擇 17 交流側(cè)電感的設(shè)計 18 直流側(cè)電容的設(shè)計 19 基于DSP的控制電路硬件設(shè)計 20 TMS320F2407芯片的介紹 20 IGBT驅(qū)動電路 22 信號檢測電路 234 軟件設(shè)計 25 主程序設(shè)計 25 中斷服務(wù)程序設(shè)計 25 直流側(cè)電壓檢測模塊 25 交流側(cè)電壓檢測模塊 28 電流指令計算模塊 28 網(wǎng)測電流檢測模塊 29結(jié)束語 31致謝 32參考文獻 33附錄 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 341 三相電壓源型PWM整流器工作原理及數(shù)學模型 PWM整流器原理 PWM整流電路基本特性PWM整流器與以往的整流器相比，具有以下的優(yōu)良性能：(1)網(wǎng)側(cè)電流為正弦波；(2)網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)可控制(如單位功率因數(shù)控制)；(3)電能雙向傳輸：(4)較快的動態(tài)控制響應(yīng)。由于PWM整流器電能可雙向傳輸，當PWM整流器從電網(wǎng)吸收電能時，其運行于整流工作狀態(tài)；而當PW
數(shù)學相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1