空间矢量控制三相三电平vienna整流器的研究

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1、工程硕士学位论文空间矢量控制三相三电平VIENNA整流器的研究姜婷婷哈尔滨理工大学2015年3月工程硕士学位论文空间矢量控制三相三电平VIENNA整流器的研究硕士研究生：姜婷婷导师：高晗璎申请学位级别：工程硕士学科、专业：电气工程所在单位：电气与电子工程学院答辩日期：2015年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringStudyonSpaceVectorControlofThree-phaseThreeLevelVIENNARectifierCandidate：JiangTingtingSupervis

2、or：GaoHanyingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ElectricalEngineeringDateofOralExamination：March,2015University：HarbinUniversityofScienceAndTechnology哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《空间矢量控制三相三电平VIENNA整流器的研究》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含

3、他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：姜婷婷日期：2015年3月2日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《空间矢量控制三相三电平VIENNA整流器的研究》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论

4、文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密，在年解密后适用授权书。不保密√（请在以上相应方框内打√）作者签名：姜婷婷日期：2015年3月2日导师签名：高晗璎日期：2015年3月2日空间矢量控制三相三电平VIENNA整流器的研究摘要随着科技的发展，大量的电力电子装置在日常生活中得以使用，导致的电网谐波污染问题和电能质量下降问题愈演愈重。为了提高电网的功率因数，降低电流总谐波畸变率，多电平整流技术得到了众多学者的青睐。本文在分析三电平整流器基础上，提出一种新型三相三电平拓扑电路—VIENNA整流器。新拓扑具有开关器件少、可靠性高、无需设置死区时间、功率器件电压应力低、能在

5、单位功率因数下运行等特点，有很好的应用前景。首先本文介绍了VIENNA整流器拓扑结构、工作原理以及数学模型，设计一个电压外环、电流内环控制系统。把传统三电平SVPWM控制算法扩展应用到VIENNA整流器中，对SVPWM算法进行了详细分析，设计了一种新型的、基于36个空间矢量区域的SVPWM算法，对区域划分从两种方法进行详述。根据边界条件划分方法，确定指令电压矢量所在三角形最近的三个矢量。选择一个最优七段式矢量作用顺序，求解出相应的矢量作用时间。三电平变流器中点电位平衡问题一直是亟待解决的问题。本文针对SVPWM控制策略的特点，通过分析25个矢量对中点电位的影响，从而提出了一种基

6、于平衡因子的控制方法。除此之外，对于五段式矢量作用顺序无法利用小矢量成对出现控制中点电位平衡的问题，本文还提出一种基于硬件方法的中点平衡控制手段。其次，在理论分析的基础上，对整个VIENNA整流系统搭建MATLAB仿真模型，对VIENNA整流器的SVPWM模块进行仿真验证，对平衡因子控制方法进行深入仿真分析。验证了三电平整流器可以达到功率因数校正的目标，并且验证了中点平衡控制策略鲁棒性强、控制精确。再次，进行了系统设计，包括参数选取和软硬件设计，其中硬件包括电感、电容参数选取、采样电路设计、驱动电路设计，软件包括主程序设计和中断子程序设计。最后，搭建了实验平台，并进行了实验研究

7、，结果验证了本文所提出的功率拓扑结构、控制策略的可行性。关键词三电平整流；SVPWM；中点平衡；MATLAB仿真StudyonSpaceVectorControlofThree-phaseThreeLevelVIENNARectifierAbstractWiththedevelopmentofscienceandtechnology,alargenumberofpowerelectronicdevicescanbeusedindailylife.Theharmonicpollutionpro