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三相电压型PWM整流器直接功率控制的研究

作　者: 房静
导　师: 张维娜
学　校: 西安理工大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: PWM整流器电压定向的直接功率控制基于虚拟磁链的直接功率控制空间矢量脉宽调制 DSP
分类号: TM461
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 95次
引　用: 2次
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内容摘要

随着电力电子技术的迅速发展,大量的非线性负载被引入电网,导致了日趋严重的谐波污染。因此以PWM为基础的各种新技术被引入到功率变换装置中,有效的降低了谐波污染问题,并得到了广泛的应用。直接功率控制相对其它控制策略具有更高的功率因数、低的THD和系统结构简单等优点,因此本文主要针对直接功率控制进行深入分析与研究,其中包括电压定向的直接功率控制和基于虚拟磁链的直接功率控制。论文中深入分析了三相电压型PWM整流器的工作原理并建立了其数学模型；对电压定向直接功率控制算法进行了分析研究,主要包含功率计算、扇区划分、功率滞环比较、开关表以及PI调节等功能模块的原理分析以及数学推导及建模；对基于虚拟磁链的直接功率控制算法原理进行阐述,对其功率估算等主要模块进行了算法推导并建立其数学模型；对上述控制算法进行了仿真验证与性能分析,并比较了两种算法的特点。针对基于虚拟磁链的直接功率控制算法中存在开关频率不固定的问题,采用SVPWM模块代替传统的滞环开关表模块,仿真验证了其算法的可行性。对电压定向直接功率控制算法,采用改进开关表的直接功率控制,较好的解决了其动态过程中存在直流电压波动的问题；在对电压定向直接功率控制算法深入分析的基础上,针对其开关频率不固定的问题,提出了一种环宽动态调节相对定频的直接功率控制算法,给出了理论分析与数学推导,仿真结果表明：通过动态的调节环宽获得开关频率的相对定频。最后,进行了以数字信号处理器(TMS320F2812 DSP)为控制核心的三相电压型PWM整流器的硬件和软件设计。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1. 绪论  7-12
  1.1 课题研究背景及意义  7
  1.2 PWM整流器国内外发展现状  7-8
  1.3 直接功率控制策略  8-10
    1.3.1 电压定向直接功率控制  9
    1.3.2 虚拟磁链定向直接功率控制  9-10
    1.3.3 基于输出调节子空间的直接功率控制  10
  1.4 本文研究的主要内容  10-12
2. 三相电压型PWM整流器  12-19
  2.1 电压型PWM整流器的拓扑结构  12-13
  2.2 电压型PWM整流器的工作原理  13-15
  2.3 电压型PWM整流器的数学模型  15-19
3. 三相电压型PWM整流器直接功率控制的研究  19-51
  3.1 瞬时功率理论  19-21
  3.2 电压定向直接功率控制的研究  21-36
    3.2.1 电压定向直接功率控制的原理  21-22
    3.2.2 电压定向直接功率控制系统的算法与建模  22-27
    3.2.3 电压定向直接功率控制系统仿真与分析  27-36
  3.3 基于虚拟磁链的直接功率控制的研究  36-50
    3.3.1 基于虚拟磁链的直接功率控制的原理  36-40
    3.3.2 基于虚拟磁链的直接功率控制改进  40-48
    3.3.3 系统仿真及分析  48-50
  3.4 本章小结  50-51
4. 基于DSP的三相电压型PWM整流器控制系统设计  51-65
  4.1 TMS320LF2812A功能简介  51-52
  4.2 整流器DPC系统硬件设计  52-57
    4.2.1 系统整体结构  52
    4.2.2 系统主电路设计  52-53
    4.2.3 采样调理电路设计  53-55
    4.2.4 驱动和保护电路  55-57
  4.3 整流器DPC系统软件设计  57-63
    4.3.1 A/D采样的软件设计  57-59
    4.3.2 数字滤波设计  59-60
    4.3.3 控制算法的软件设计  60-61
    4.3.4 PI算法软件设计  61-63
    4.3.5 SVPWM算法软件设计  63
  4.4 本章小结  63-65
5. 全文总结  65-66
致谢  66-67
参考文献  67-70
发表的论文  70

三相电压型PWM整流器直接功率控制的研究

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