PWM整流器高频谐波抑制技术及应用研究

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1、学校代号10532学号S150900682分类号TM46密级公开硕士学位论文PWM整流器高频谐波抑制技术及应用研究学位申请人姓名黄玉杰培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称张志文教授学科专业电气工程研究方向电力电子与电气传动论文提交日期2018年4月18日学校代号：10532学号：S150900682密级：公开湖南大学硕士学位论文PWM整流器高频谐波抑制技术及应用研究学位申请人姓名：黄玉杰导师姓名及职称：张志文教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：电气工程论文提交日期：2018年4月18日论文答辩日期：2018年5月18日答辩委员会主席：罗隆福教授Researchonhighf

2、requencyharmonicsuppressiontechnologyofPWMrectifieranditsapplicationbyHUANGYujieB.E.(HenanPolytechnicUniversity)2014AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinElectricalEngineeringintheGraduateschoolofHunanUniversitySupervisorProfessorZhangZhiWenApr

3、il,2018湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，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后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学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，同意学校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。本人授权湖南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

4、等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在年解密后适用本授权书。2．不保密□。(请在以上相应方框内打”√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日IPWM整流器高频谐波抑制技术及应用研究摘要PWM整流器不仅可以实现功率因数可调，而且开关频率较高时其产生的高频谐波电流也容易滤除。但随着PWM整流器功率级别的增大，开关频率受到器件性能限制，导致高频谐波不能被电感轻易滤除，值得系统化研究。本文针对中大功率场合电压源型全桥PWM整流器的开关频率级别高频谐波的抑制技术展开研究。本文从SPWM脉冲波数学模型出发，以两电平SPWM为例，引入二维傅里叶分析工具得到其解析表达式

5、。分析了开关频率对应的高频谐波特性，得到抑制高频谐波的可行思路和设计主电路滤波器参数的新思路。本文主要工作如下：首先改进了传统的L型整流器的设计方法。主电路设计方面，针对现有方法的不足，提出了参数设计新思路，即以电压谐波解析表达式为基础确定滤波电感下限值，以整流器可传输有功功率极限确定电感上限值，以电容能量缓冲能力确定直流侧电容下限值，结合已有电容上限计算方法，提出一套更完善的设计方案。设计过程中分析了电源和整流器之间的功率交换过程。控制器参数设计方面，针对现有方法的不够精确和未达最优情况，提出了一套计算机辅助设计的精确设计方案，可省去人工反复计算，导入系统参数后，利用Matlab控

6、制系统工具箱可完成自动设计，并且所得参数不需调整即可达到最优。对比分析了参数设计的原方案和本文新方案。结果表明，本文方案参数设计过程更简单、所得结果更精确合理，使得控制效果和稳定性更好。研究了PWM整流器高频谐波抑制技术。分析了传统三相LCL型PWM整流器的结构、模型、参数设计方法的局限性。提出了新型简构三相LC型PWM整流器，提出了该系统的基本结构和模型，设计了主电路和控制电路参数，给出了基本控制框图。在此基础上，提出了低频谐波抑制、网侧电压支撑附加控制算法。研究了L滤波+PI控制器、LC滤波+PI控制器、LC滤波+PI控制器+谐振控制器三种模式的控制效果。在网侧电压附加控制算法基

7、础上，衍生一种新的LCL型整流器设计和控制方法，避免传统LCL整流器的复杂模型和控制器稳定性问题。结果表明，本文所提方案可达到预期效果，对网侧的谐波电流抑制作用明显。本文对新型简构LC型PWM整流器在多个领域的应用进行了研究。结果表明，该方案能够适应配网变流器、静止无功发生器和APF、牵引变流器等多个领域。关键词：PWM整流器；参数设计；高频谐波；LC；LCLII硕士学位论文AbstractThePWMrectifiercannotonlyrealizet