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1、分类号密级双PWM型变频器能量回馈控制策略的研究研究生姓名：吴词福指导教师姓名、职称：陈刚副教授学科专业：电气工程研究方向：现代电力电子技术及系统湖南工业大学二〇一八年四月十五日硕士学位论文摘要相比于传统变频器，双PWM拓扑结构变频器采用IGBT可控整流，具备功率因数高、电网输入电流谐波小、能量双向流动等特点。这种变频器被广泛地应用于电动汽车、电梯、升降机等变频调速场合。本文主要研究了双PWM型变频器可实现能量回馈的控制方法，着重分析了它的直接功率-转矩控制策略。首先，围绕电动和回馈两种状态，分析了电压型三相半桥PWM整流器（VSR）和逆变器（VSI）的拓扑结构的工作原理，建立了其
2、在静止坐标系（ABC/αβ）和旋转坐标系（dq）中的数学模型。然后，研究了双PWM型变频器的传统能量回馈控制策略，分别是磁场定向矢量控制（FOC）和基于空间矢量调制的直接功率-转矩控制策略（SVM-DPTC）。FOC控制策略中，改进了虚拟磁链定向方式，设计了解耦控制结构，仿真结果表明这种方案动态响应较慢，且电压电流波动较大。SVM-DPTC方案结合了基于虚拟磁链的直接功率控制和基于空间矢量的直接转矩控制，对有功功率、无功功率、转矩及磁链进行直接控制，设计了功率和虚拟磁链观测器、功率控制回路控制参数，仿真结果表明SVM-DPTC方案电压转矩、无功分量等脉动大。最后，针对FOC和SVM
3、-DPTC的不足之处，提出了基于滑模变结构的直接功率-转矩控制策略（SMC-DPTC），采用滑模变结构代替PI控制器，设计了功率控制的滑模变结构、转矩磁链控制的积分型滑模变结构和相应的滑模观测器，引入功率前馈控制环节（PF），对双PWM变频器的两侧实行一体化控制，通过MATLAB建立相应的仿真模型，结果表明负载变化时SMC-DPTC动态响应快，电压波动小，网侧电流正弦化，系统稳定性好。关键词：双PWM型变频器，能量回馈，虚拟磁链，直接功率-转矩控制，滑模变结构，功率前馈控制I双PWM型变频器能量回馈控制策略的研究ABSTRACTComparedtoconventionalinver
4、ters,dualPWMtopologyconvertersarecontrolledbyIGBTs,featuringhighpowerfactor,smallinputcurrentharmonics,andbidirectionalflowofenergy.Thistypeofinverteriswidelyusedinfrequency-conversiontimingapplicationssuchaselectriccars,elevators,andelevators.Thispapermainlystudiesthecontrolmethodofenergyfeed
5、backfordualPWMinverters,andfocusesonitsdirectpower-torquecontrolstrategy.Firstly,aroundthetwostatesofelectricandfeedback,thetopologyofthree-phasePWMrectifier(VSR)andinverter(VSI)isanalyzed,andthemathematicalmodelsarestudiedunderstaticcoordinatesystem(ABC/αβ)androtatingcoordinatesystem(dq).Then
6、,thetraditionalcontrolstrategyofdualPWMconverterisstudiedindetail,namely,fieldorientedvectorcontrol(FOC)anddirectpowertorquecontrolstrategybasedonspacevectormodulation(SVM-DPTC).TheFOCcontrolstrategy,improvedvirtualfluxorientationdesign,decouplingcontrolstructure,torealizethecontrolofthecurren
7、tcomponentofthedqcoordinatesystemandtheDCbusvoltage,thesimulationresultsshowthattheslowdynamicresponseofthisscheme,andthevoltagecurrentfluctuation.TheSVM-DPTCschemeisacombinationofdirectpowercontrolbasedonvirtualfluxbasedonspacevectoran
