电压型四象限pwm整流器研究与设计

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1、AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsFortheDegreeofMasterofEngineeringResearchandDesignofVoltage-sourceFour-quadrantPWMConverterCandidate:DengYueMajor:ControlTheory&ControlEngineeringSupervisor:AssociateProf.YinQuanHuazhongUniversityo

2、fScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaFebruary,2013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

3、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。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）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随着电力电子技术和功率半导体开关器件的发展，PWM整流技术逐渐成为研究热点。PWM整流器具有网侧电流正弦化

4、，单位功率因数运行，能量可双向流动等特点，因此被广泛应用于新能源和高性能交流传动领域。本文以电压型四象限PWM变流器为研究对象，以系统建模和仿真的方法对其进行分析与研究。本文在深入分析电压型PWM整流器主电路拓扑结构的基础上，基于两相同步旋转坐标系建立了电压型PWM整流器的数学模型。采用前馈解耦控制方法实现了旋转坐标系下电流分量的独立控制，并设计了基于PI调节器的双闭环控制系统。根据系统方程对直流母线电压、交流侧电感、直流侧储能电容以及功率模块电路等主电路参数进行设计，列出了相应的计算公式，并对

5、实际电感器的设计进行了分析。此外还分析了电网电压相位的同步技术以及启动电流抑制方法。基于SaberDesigner仿真平台建立了电压型四象限PWM整流器的仿真模型，对主电路参数、PI参数进行了相关的调试，分析了PI参数和交流侧电感量的变化对系统动态性能的影响，给出了相应结论。对三相电压同步技术、启动电流抑制方法以及实际电感器的设计方法进行了仿真验证，验证了上述方法的有效性。完成了空载启动、负载变化、整流逆变运行状态切换等实验，上述仿真结果表明系统具有良好的动态性能。关键词：四象限PWM整流器三相

6、电压型整流器电压同步技术电感器设计I华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofpowerelectronicsandpowerswitchingdevices,thePWMrectifiergraduallybecomeahottopic.PWMrectifierhastheadvantagesofsinusoidalinputcurrent,highpowerfactorandbidirectionalpowerflow，soitiswidelyusedi

7、nnewenergyfieldandhigh-performanceACdrivefield.Thisthesisfocusesontheresearchanddesignofvoltage-sourcefour-quadrantthree-phasePWMconverter,usingsystemmodelingandsimulationmethodtostudyit.Onthebasisofin-depthanalysisofthemaincircuitofvoltage-sourcePWM

8、rectifier,aPWMrectifiermathematicalmodelbasedonthetwo-phasesynchronousrotatingcoordinatesystemisadapted.Usingfeedforwarddecouplingcontrolmethodtoachieveindependentcurrentcontrolinrotatingcoordinatesystemanddesignthedualclosed-loopcontrolsystembasedon