三相电压型pwm整流器直接功率控制研究

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1、分类号学号M201271263学校代码10487密级硕士学位论文三相电压型PWM整流器直接功率控制研究学位申请人张盟学科专业：电气工程指导教师：曲荣海答辩日期：2015年5月19日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringResearchonDirectPowerControlofThree-phaseVotageSourcePWMRectifierCandidate:MengZhangMajor:ElectricEn

2、gineeringSupervisor:RonghaiQuHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.China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、使用学位论文

3、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本论文受到以下项目资助1.国家自然科学基金项目（NSFC51377065）2.国家自然科学基金项目（61301035）I华中科技大学硕士学位论文摘要随着电力电子技术的不断发展，

4、直接连接于电网的电力电子变换装置显著增加。在调速驱动及其它大功率电能变换装置中，对三相电压源变换器的需求尤为明显。三相电压型脉宽调制（PulseWidthModulation，PWM）整流器是AC-DC变换的重要装置，可实现直流母线电压可控及单位功率因数运行，近年来，三相电压型PWM整流器的控制策略逐渐成为研究热点。本文首先从传统直接功率控制策略（DirectPowerControl，DPC）入手，推导了三相PWM整流器的数学模型，介绍了瞬时功率理论及电压定向直接功率控制（VoltagebasedDPC，V-DPC）与虚拟磁链定向直接功率控制（Virtu

5、alFluxbasedDPC，VF-DPC）的原理和基本概念，对开关表的生成原理进行了推导，并针对传统开关表的不足提出了改进方案。其次，设计了dq坐标系下基于空间矢量调制（SpaceVectorModulation，SVM）的固定频率直接功率控制，利用dq坐标变换消除了电网电压eα和eβ对于参考电压vα和vβ的耦合影响。最后，结合三相电压型PWM整流器的稳动态变化过程，对上述控制策略进行了综合性的仿真比较。在新型控制策略方面，本文从预测控制出发，首先研究了基于成本函数的单矢量预测控制，分析了不同成本函数对控制性能的影响。其次，研究了基于无差拍二矢量预测控

6、制的原理，对不同PWM合成方式进行了比较。最后研究了基于矢量选择型和基于SVM型的三矢量预测控制，前者详细对比了矢量选择中不同合成方式对控制性能的影响，后者相对于传统电压型基于SVM的固定频率直接功率控制而言，省去功率内环PI，既可以简化控制策略，又可以保证较好的控制性能。最后，本文介绍了三相电压型PWM整流器样机设计和实验，包括硬件设计、软件设计以及实验结果分析等方面。以基于SVM的双闭环固定频率直接功率控制为例进行了原理性小功率验证实验。关键词：三相电压型PWM整流器直接功率控制预测控制II华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTAsaresulto

7、fcontinuousdevelopmentinpowerelectronictechnology,applicationsofpowerelectronicsystemsdirectlyconnectedtothegridhavebeenincreasingsignificantly.Especiallyinthefieldofadjustablespeeddrivesandotherhigh-powerelectricenergyconversion,demandsforthree-phasevoltagesourceconverterareextr

8、emelyremarkable.Three-phasevoltagesource