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三相四线制VIENNA整流器的一种混合导通模式控制策略

作　者: 严刚
导　师: 姚文熙；吕征宇
学　校: 浙江大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 三电平整流器数字控制混合导通模式功率因数校正前馈采样补偿
分类号: TM461
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

整流器作为一种最早出现的电力电子设备,在工业和民用领域都有着广泛应用。脉宽调制(PWM)整流器,相比于传统的不控或相控整流器,有着功率因数高,谐波污染小,体积小等优点,是电力电子学术界和工业界的重要研究对象。三相整流器,往往应用于高功率场合,其输入电流对电网的影响也更大。随着世界各国电网以及用电设备对谐波要求的日益严格,研究高功率因数、低谐波的三相PWM整流器,其意义也将更加重大。在众多三相整流器拓扑中,三相四线三电平VIENNA拓扑因其独特的结构和控制优势以及可靠性而备受工业界关注。本研究正是利用该拓扑,结合DSP数字控制技术,获得高性能的三相整流器。为了提高整流器的功率密度,降低整机成本,本研究还减小了输入电感,使整流器工作于混合导通模式。由整流器的数学模型可以知道,其分别在连续和断续导通模式下,占空比对于电感电流的增益相差很大,传统的控制器仅用一套参数无法同时在两种模式下获得良好的系统性能。因此本研究利用一种前馈策略来改进电流环。在不同的工作模式下将计算得到的理想占空比叠加到电流环控制器的输出上,减轻了电流控制器的负担,改善了混合导通模式下的系统性能和稳定性。同时本研究也用数字算法对电流采样进行补偿,使控制环在不同工作模式下均能获得电流的开关周期平均值。基于以上方法,本文首先通过建模分析,说明该控制策略的有效性。再用Simulink的仿真结果做进一步说明和验证。最后,通过5 Kw样机平台的实验结果,展示了该控制策略的实际效果。仿真和实验的结果均表明,新的控制环能确保整流器在混合导通模式下,获得较高的功率因数和较小的输入电流谐波。

三相四线制VIENNA整流器的一种混合导通模式控制策略

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