基于直接电流控制三电平整流器设计与地研究

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文基于直接电流控制的三电平整流器设计与研究作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：由旭边春元副教授东北大学信息科学与工程学院硕士学科类别：工学控制理论与控制工程2011年6月论文答辩日期：2011年6月2011年7月答辩委员会主席：毛志忠满永奎、袁艳敏东北大学2011年6月万方数据AThesisinControlTheoryandControlEngineeringDesignandResearchofThree··LevelRectifierBasedonD

2、irectCurrentControlByYouXuSupervisor：AssociateProfessorBianChunyuanNortheasternUniversityJune2011万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：日期：别／争剜御f刃学位论文版权使用授权书本学位论文

3、作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、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磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年d一年口一年半口两年口学位论文作者签名：v专徊趟b签字日期：知rf匆硐￡够内导师签名：勉着勾签字日期：z口I，毒厶闫土午f习万方数据东北大学硕士学位论文摘要基于直接电流控制的三电平整流器设计与研究摘要目前，在直流电源、有源滤波、无功补偿、变频调速等领域，可控PWM整流器

4、得到了广泛地应用。而在高压大功率场合，多电平整流器以其输出电压正弦度好、网侧电流谐波畸变率小、开关管承受电压小等优点正成为研究热点，其中又尤以二极管箝位式三电平PWM整流器为代表。本文以中点箝位三电平整流器为研究对象，以稳态矢量分析为方法，研究了整流器的基本原理，同时推导了其在三相静止坐标系下的数学模型。引入坐标变换的概念，得到了三电平整流器在同步旋转坐标系下的数学模型。在此过程中设计了一种带有前馈控制结构的、用于获得电网电压相角的数字锁相控制系统。整流器的dq模型简化了控制系统的设计，本文在分析直接电流控制系统原理的基础上，结合最

5、佳工程参数设计方法，给出了三电平整流器控制器参数的设计步骤与方法。同时，在该方法中详细说明了所用各参数的来历与物理意义。三电平PWM算法一直以来都是三电平变换器的研究重点。本文首先对三电平整流器作PWM分析，在网侧电流一定的情况下，研究每个矢量对整流器的影响。其次推导了传统三电平SVPWM算法，在此过程中给出了三电平SVPWM算法的具体实现方法。随后在前人提出的g-h坐标系思想下，设计了一种实用的、基于g-h坐标系的三电平SVPWM简化算法。同时也给出了该算法下的一种中点电位平衡策略。此外，对三电平整流器的软硬件设计进行了详细的研究

6、。在功率电路的设计方面给出了目标电压和网侧电感下限值的设计方法；在软件设计方面，本文采用以中断服务程序为主的设计思路，将系统分为采样处理系统、双闭环控制系统、通信服务系统，主函数只负责简单的任务分配工作。在该设计思想下，设计了系统控制软件的流程图。最后，在Matlab／Simulink环境下进行系统仿真，研究了三电平整流器在额定负载与能量回馈时的性能，验证了锁相环、SVPWM算法和控制系统的正确性。随后搭建了小型样机，进行了二极管整流、开环整流、电流闭环整流、双闭环整流和中点电位平衡控制等试验。关键词：三电平整流器；直接电流控制；数

7、字锁相环；SVPWM简化算法万方数据东北大学硕士学位论文AbstractDesignandResearchofThree—LevelRectifierBasedonDirectCurrentControlAbstractAtpresent，inthefieldsofdirect-currentpowersupply,activepowerfilter,reactivepowercompensationandpowerdrive，controllablePWMrectifierhasbeenusedwidely．Ⅵmileintheh

8、igh-voltageandhigh-powerapplications．multi—levelrectifier,especiallythreelevelneutralpointclampedrectifier,isbecoming