三相电压型抗扰pwm整流器研究

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1、分类号学号M201270467学校代码10487密级硕士学位论文三相电压型抗扰PWM整流器研究学位申请人：黄金飞学科专业：机械电子工程指导教师：宋宝副教授答辩日期：2015年5月15日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringStudyofAnti-disturbanceThreePhaseVoltagePWMRectifierCandidate:HuangJinfeiMajor:MechanicalandElectron

2、icEngineeringSupervisor:AssociateProf.SongBaoHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,Hubei,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学

3、位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文属于保密□，在年解密后适用本授权书。(请在以上方框内打“√”)不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要三相PWM整流器是一种高性能的交直流变流装置，近年来在不间断电源、有源电力滤波和新能源发电等场合得到

4、了广泛应用。在其并网工作时，实际供电不可避免地会出现偏差，这对于传统PWM整流器来说是一种扰动。这种扰动常见的形式有电网电压不平衡、电压跌落、谐波污染及频率突变等。其中，不平衡扰动会导致交流侧工作电流畸变，使直流母线电压出现低频脉动，严重影响系统正常运行。采用传统策略无法解决这些问题，为此本文对不平衡电网下抗扰控制展开了研究。本文研究了PWM整流器的常用电路拓扑、工作方式和控制方法。根据扰动电网正负序分解方法，将传统PWM整流器数学模型分解为正序模型与负序模型两部分。通过对比三相交流量的单dq坐标变换与正负序双dq坐标变换的结果，得出分别控制正序和负

5、序分量是解决问题的关键。针对扰动电网下的改进系统模型，研究了电压定向矢量控制策略，提出正负序双电流环与比例谐振两种改进策略。这些策略的控制结构都为双闭环形式，外环的比例积分控制器用来调节直流电压。它们的最大区别在于交流侧电流的内环调节方法，电压定向矢量控制使用的是比例积分控制器。为减小电网扰动对PWM整流器的影响，正负序双电流环矢量控制对电流的正序和负序分量，单独使用比例积分控制器。比例谐振控制策略则直接跟踪交流形式的电流，保证抗扰性能的同时，明显降低了控制策略的复杂度。此外，文中还对正负序分离和电网电压锁相两个重要模块提出了多种设计方法。仿真结果表

6、明采用延时法时，分离和锁相的综合性能最好。为验证控制策略的可行性和有效性，本文利用STM32中丰富的片上资源搭建了试验样机，并给出了详细的硬件电路和控制程序的设计方法。实验和仿真结果表明，提出的PWM整流器能快速有效地减小电网扰动影响。关键词：PWM整流器，电网扰动，正负序分量，矢量控制，比例谐振控制，STM32I华中科技大学硕士学位论文AbstractThree-phasePWMrectifierisakindofhighperformanceAC/DCconverter,whichiswidelyusedinuninterruptiblepowe

7、rsupply,activepowerfilter,andrenewableenergygeneration.ThetraditionalPWMrectifieriseasilydisturbedbythebiasedgridduringgrid-connectedoperation.Thethree-phaseunbalance,voltagedip,harmonicandfrequencydeviationarethecommondisturbanceconditionsforthegrid.Amongthem,theunbalancedistu

8、rbanceisaseriousharmtothePWMrectifier,whichwillleadtoc