探索单相三电平四象限pwm整流器的建模与仿真

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1、华东交通大学硕士学位论文单相三电平四象限PWM整流器的建模与仿真姓名：王莹申请学位级别：硕士专业：交通信息工程及控制指导教师：王挺泽20070609摘要单相三电平四象限PWg整流器的建模与仿真在电力电子技术领域，应用计算机仿真技术，设计者在设计阶段就可以观察系统的动静态特性，寻求整个系统结构及参数的最优化，在最大程度上降低成本，减少试验费用，缩短研发周期，提高效率。交流传动是我国铁道牵引动力发展的～个重要方向，四象限整流器是交流传动电力机车的电源侧变流器，在牵引时作为整流器，在再生制动时作为逆变器。它不仅使中间直流环节的电压保持恒定，使交流侧功率因数为1，还要减少电流谐波，使电网电流尽

2、量接近正弦。相对于两电平PWM整流器，三电平PWM整流器的功率开关管所承受的关断电压为直流侧电压的一半。减少了功率开关管的电压强度，电平数增加了一个零电平，使得入端电流更接近正弦波，谐波含量少于两电平整流器。对单相三电平整流器进行建立数学模型，可以清楚的分析整流器的内部工作状况及工作原理，可以利用其所建模型在dspace平台上进行半实物仿真实验。本论文的主要研究内容如下：(1)对PWM整流器系统原理进行介绍，主要对单相三电平PWM整流器的拓扑结构和工作原理进行分析。(2)对三电平四象限PWM整流器的控制技术进行总结，并提出在实际应用中大多数都采用的瞬态电流控制的方法。(3)介绍SPWM

3、控制的基本原理及调制方式，分析提出本论文对三电平整流器所采用的SPWM方法和脉冲分配问题。(4)对整流器直流侧电压分压中点平衡的控制提出了一种滞环控制方法。(5)整个系统的simulink仿真实验。(6)建立单相三电平整流器主电路的数学模型，并与simulink已有模块进行仿真对比。(7)对控制电路编写DSP程序，并在半实物仿真台上进行半实物仿真实验。关键词：三电平，整流器，数学模型，半实物仿真AbstractMODEUNGANDSIMULAl-ION0FSINGLE-PHASETHREE．LEVELFOUR-QUADRANTPWMRECTIFIERABSTRACTInthefield

4、ofpowerelectronics，Dvisermayobservethedynamicandstaticpreferencecharacteristicofsystemusingcomputersimulationintheperiodofdevising．Withitwecanseekoptimizationofthewholesystemstructureandparameters，reducecostandexperimentexpense，abbreviatestudyperiodandimproveefficiencytothegreatestextent．AC．DC．A

5、Cdrivesystemisaimportantaspectinourrailwaycommatedrive．Four-quadrantrectifieristheACconveyorofAC-Dc_ACdriveelcctriclocomotive．ItisusedasrectifierinthetimeofcommuteandinverterinthetimeofrcverscanditcannotoniystabilizeDCvoltagetoachievetheunitpowerfactor,butalsoreducecurrentharmonictomakeanearlysi

6、nusoidalACcurrent．Relativetotwo．1evelPWMrectifier．theshutvoltageofpowerswitchofthree-levelrectifierishalfofDCvoltage，soitreducethevoltageintensity．ZerolevelisaddedandachieveanearlysinusoidalACcurrentanditsharmonicisfewthantwo-levelrectifier．Modelingofsinglethree-levelrectifiercanmakeusanalyseits

7、interioroperationstatesandprincipleusingitshardware··in·-loopsimulationofmademodelingindspacesimulationplatform．Themaincontentsofthispaperareasfollows：(1)TointroducesystemtheoryofPWMrectifierandrecommendoperationprincipleofs