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三相双开关PFC研究与设计

作　者: 高文锋
导　师: 秦娟英；王攀
学　校: 武汉理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 三相双开关变换器 功率因数校正技术 谐波注入技术 单周期控制
分类号: TM46
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 218次
引　用: 4次
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内容摘要


电力系统中的谐波污染问题越来越受到人们的关注，危害也越来越大。为了解决传统整流设备输入电流谐波含量高、功率因数较低的问题，人们提出了多种高功率因数整流方案。PFC技术不仅可以减小电网的谐波污染，提高电网供电质量，还可以降低线路损耗、节约能源。因此，研究整流设备的PFC技术具有重要的现实和经济意义。目前，单相PFC技术已趋成熟，而三相PFC技术正成为国内外研究的热点。本论文对三相双开关PFC变换技术进行了深入和系统的研究。论文首先阐述了国内外PFC技术的发展概况，总结了目前PFC技术中常用的电路结构以及控制策略；然后针对三相双开关PFC变换技术，提出了一种新型三相双开关PFC电路设计方案，并对电路的工作过程、功率因数校正原理、输入电流谐波等进行了详细的论述和分析。给出了主功率电路、控制电路以及谐波注入电路的详细设计过程。最后利用OrCAD9.2仿真软件对系统电路进行了仿真研究。在理论分析和仿真研究的基础上，针对珠海某企业的产品设计实际，采用了单周期控制和谐波注入技术。既减少了输入电流总谐波畸变率(THD)，提高功率因数，又大大改善了PFC变换器性能，证实了这种新型三相双开关PFC电路结构的合理性、可行性和实用性。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第1章 绪论  8-22
  1.1 引言  8-9
  1.2 功率因数校正、谐波及谐波污染与对策  9-14
    1.2.1 功率因数的定义  9-10
    1.2.2 谐波的定义  10-11
    1.2.3 低功率因数电力电子设备带来的谐波污染  11-12
    1.2.4 谐波的抑制标准  12-13
    1.2.5 抑制谐波的方法  13-14
  1.3 功率因数校正技术的研究现状  14-19
    1.3.1 PFC技术的发展  14-16
    1.3.2 功率因数校正电路  16-19
    1.3.3 PFC技术的发展方向  19
  1.4 本课题研究意义和研究内容  19-21
    1.4.1 本课题研究背景和意义  19-20
    1.4.2 本课题研究内容  20-21
  1.5 本章小结  21-22
第2章 功率因数校正技术研究  22-43
  2.1 单相功率因数校正技术  22-24
  2.2 三相功率因数校正技术  24-38
    2.2.1 单相PFC组合的三相 PFC  24-26
    2.2.2 三相单开关PFC电路  26-30
    2.2.3 三相双开关PFC电路  30-32
    2.2.4 三相三开关PFC电路  32-35
    2.2.5 三相四开关PFC电路  35-36
    2.2.6 三相六开关PFC电路  36-38
  2.3 常用控制策略  38-40
    2.3.1 DCM控制模式  38-40
    2.3.2 CCM控制模式  40
  2.4 电压跟随器型PFC技术  40-42
  2.5 本章小结  42-43
第3章 三相双开关PFC电路  43-58
  3.1 三相双开关APFC主电路  43-49
    3.1.1 三相双开关PFC主电路结构  43-44
    3.1.2 三相双开关PFC主电路工作原理分析  44-49
  3.2 三相双开关PFC的控制策略分析  49-54
    3.2.1 单周期控制原理  50-52
    3.2.2 单周期控制的一般理论  52-54
  3.3 临界工作模式  54-55
  3.4 输入电流的谐波分析  55-57
  3.5 本章小结  57-58
第4章 电路参数设计  58-69
  4.1 主电路设计  58-63
    4.1.1 电路主要技术参数  58
    4.1.2 开关频率的选择  58-59
    4.1.3 输出电容参数设计  59-60
    4.1.4 Boost升压电感设计  60-63
  4.2 控制电路设计  63-65
    4.2.1 积分器设计  63-64
    4.2.2 时钟电路  64-65
  4.3 驱动电路  65-66
  4.4 谐波注入电路设计  66-68
  4.5 本章小结  68-69
第5章 系统建模与仿真分析  69-76
  5.1 主功率电路仿真与分析  69-72
  5.2 控制电路仿真分析  72-74
  5.3 输入电流谐波分析  74-75
  5.4 本章小节  75-76
全文总结与展望  76-78
致谢  78-79
参考文献  79-83
附录1: 攻读硕士学位期间发表的论文  83-84
附录2: 三相双开关PFC系统仿真图  84

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 变压器、变流器及电抗器 > 变流器
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