基于igct的大功率三电平pwm整流器控制技术的研究

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1、冶金自动化研究设计院硕士研究生论文基于I60T的大功率三电平PWM整流器控制技术的研究ResearchonControlStrategysofAHighPowerIGCT—basedThree．1evelPWMRectifer专业名称：研究方向：研究生姓名：指导教师姓名：申请学位级别：论文提交日期：电力电子与电力传动大功率电力电子变换技术王碧岩朱春毅教授级高工李崇坚教授级高工工学硕士2014年6月原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果

2、不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。作者签名：』邑望生日期：竺!兰鱼：y关于学位论文使用授权的说明本人完全了解冶金自动化研究设计院有关保留、使用学位论文的规定，即：自动化院有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅，可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的论文在解密后遵守此规定)作者签名：至垫丝导师签名：摘要本文针对基于IGCT的大功率三电平PWM整流器，通过理论分析、软件仿真、样机实验等研究方法，对其数学模型、控制策略、调制方式、谐

3、波等理论问题等进行了深入的研究。同时针对实际工程中整流器的启动电流控制及其他实际问题提出了解决方案。论文推导了三相电压型PWM整流器的数学模型并以此为基础设计了电压定向的控制策略。首先建立了PWM整流器的数学模型，然后推导了dq轴系下其交流侧数学模型和瞬时功率平衡模型。根据上述模型设计了具有负载前馈的双闭环电压定向的控制系统，并通过仿真和实验验证其有效性。论文介绍了三电平PWM整流器的空间矢量调制技术。根据其调制原理推导了实用的算法。分析了其应用在PWM整流器上的优势。最后研究了空间矢量调制的PWM整流器交流输出端与电网中点的电压差的谐波与调制度、

4、载波比的关系，为后文谐波电流的分析奠定了基础。论文分析了进线变压器短路阻抗与PWM整流器的关系。推导了在变压器短路阻抗一定的情况下，PWM整流器不同工作状态与空间矢量调制的调制度之间的关系，进而得到了PWM整流器不同工作状态与各次谐波电压的关系，然后通过短路阻抗计算得到PWM整流器不同工作状态下各次谐波电流的值，给出了谐波最优的进线电压设计方案。论文研究了基于IGCT的三电平PWM整流器在工程应用中所面临的各种问题一一给出了解决方案。其中包括空间矢量调制的补偿策略，PWM整流器的启动策略。通过分析实际控制系统产生的动态延迟产生的原因，给出了动态补偿

5、的策略，并通过PSIM仿真和样机实验验证了这种补偿策略的有效性。关键词：PWM整流器，大功率，IGCT，三电平，空间矢量调制，变压器短路阻抗AbstractThispaperfocuseditsresearchesonhighpowerIGCT-·basedthree·-levelPWMrectifiers．Theoryanalysis，softwaresimulation，prototypeexperimentationandothermethodsweremadetoinvestigatetheproblemsofthethree—levelI

6、GCTPWMrectifiersincludingitsmathematicalmodel，controlstrategyandmodulation．Harmonicanalysisoftherectifierswasmadeinthispaper．SolutionstotheproblemsofthehighpowerIGCTPWMrectifiersinengineeringapplicationwerealsodiscussed．ThemathematicalmodelofPWMrectifierwasderivedinthispaper．T

7、heVOCcontrolmethodwasdesignedwithfoundationofitsmathematicalmodel．TheAC-sidedqframemodelofaPWMrectifierwasderivedalongwithitsinstantaneouspowerbalancemodel．Thedoubleclosed-loopVOCcontrolsystemwithloadfeedforwardwasbuiltaccordingtothebelowmodels．Thespacevectormodulationtechniqu

8、eofthethree—levelPWMrectifierwasintroduced．Thesimplifiedalgor