pwm整流器启动冲击电流抑制与级联稳定性研究

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1、硕士学位论文PWM整流器启动冲击电流抑制与级联稳定性研究RESEARCHONSTART-UPINRUSHCURRENTSUPPRESSIONANDCASCADEDSTABILITYOFPWMRECTIFIER白银龙哈尔滨工业大学2016年6月国内图书分类号：TM461.5学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文PWM整流器启动冲击电流抑制与级联稳定性研究硕士研究生：白银龙导师：贲洪奇教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：电气工程系答辩日期：2016年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TM461.5U.D.C：621.3D

2、issertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONSTART-UPINRUSHCURRENTSUPPRESSIONANDCASCADEDSTABILITYOFPWMRECTIFIERCandidate：BaiYinlongSupervisor：Prof.BenHongqiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：DepartmentofElectricalEngineeringDateofDefence：

3、June，2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要PWM整流技术与传统的不控整流和相控整流技术相比，具有网侧输入电流谐波含量低和功率因数高等优点，得到了广泛应用，成为电力电子领域的研究热点。在实际应用时，PWM整流器常采用电压电流双闭环比例积分(PI)控制方式，导致由不控整流向PWM整流转换的启动过程中出现较大的冲击电流，影响系统的安全性与可靠性。另一方面，PWM整流器自身不能得到可宽范围调节的输出电压，需要与DC/DC变换器级联使用。但是由于两个变换器的阻抗之间存在相互影响

4、，因此构成的级联系统不一定是稳定的。为了解决启动冲击电流问题，本文建立了三相电压型PWM整流器的数学模型，对整流器在带有前馈解耦的双闭环PI控制下冲击电流的产生机理进行了分析，确定了产生冲击电流的因素，提出了将直流电压给定值按照连续的三段曲线平缓变化的缓给定方法，用以抑制冲击电流，仿真和实验验证了该方法的合理性和有效性。针对级联系统的稳定性问题，本文以全桥DC/DC变换器为例，将其作为负载变换器与PWM整流器进行级联，详细推导了采用电压电流双闭环PI控制的三相电压型PWM整流器的输出阻抗，以及采用峰值电流控制的全桥DC/DC变换器的输入阻抗，并给出了影响变换器阻抗的系统参数。以计算得到的变

5、换器阻抗为基础，分析并确定了级联系统在原始参数下是稳定的，又说明了PWM整流器参数不能改善级联系统的相对稳定性。为此，本文提出了PWM整流器输出端并联虚拟阻抗的方法，以减小PWM整流器输出阻抗，增加变换器阻抗比的奈奎斯特曲线与(-1,j0)点的距离，从而达到提高系统稳定裕度、改善系统的相对稳定性的目的，仿真和实验验证了该方法的合理性和有效性。关键词：PWM整流器；启动冲击电流；缓给定；级联系统；稳定性；虚拟阻抗-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractComparedwithtraditionaluncontrolledrectifingandphase-controlledre

6、ctifing,pulsewidthmodulation(PWM)rectifinghastheadvantagesoflowharmoniccomponentsingrid-sideinputcurrent,highpowerfactor,etc.,itiswidelyusedatpresent,becomingahotspotinpowerelectronicfield.Inpracticalapplication,PWMrectifierusuallyadoptsthedoubleclosedloopproportional-integral(PI)controlmethod,cau

7、singinrushcurrentduringthestart-upprocessfromuncontrolledrectifyingtoPWMrectifying,thus,influencingthesecurityandreliabilityofsystem.Ontheotherhand,PWMrectifiercannotobtainanoutputvoltageadjustingtowiderangebyits