基于空间电压矢量算法的直流电镀电源的研制

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1、摘要减“绿”电力系统概念的提出，使人们越来越关注电网的污染问题，谐少对电日污染己成为一项重要的课题。电力电子设备由于功率因数低、减波大等点而成为最大的污染源。因此，提高电力电子设备本身的特性，少污9网的程度己经刻不容缓。本文基于此目的，对三相直流电镀电源进行研亏)J获得高功率因数的关键技术，脉宽调制技术(PWM)的产生和发展推扣功率因数、低谐波直流电源的发展进程。本文从三相整流电源控制原理rT析入手，对几种目前研究较为成熟的PWM控制方法进行了综述。其中，国外学者提出的空间电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)得到了广泛的认可，其突出优点

2、是直流利用率高、易于数字化实现和可获得较理想的功率因数。本文在对传统SVPWM的深入研究的基础上，将其应用于直流电镀电源的研制。为了更有利于程序设计和降低硬件资源占有，对传统算法进行了简化改进。简化后，该算法在基本矢量作用时间计算和参考电压矢量所处区间判断两方面优化的效果明显。文中详细阐述了系统在整流状态下的工作模式以及控制算法的推导，从理论上验证了改进的简化方法具有可行性。同时考虑到电镀电源的实际工况，尤其是接近短路的工作状态，对电镀电源主电路结构参数进行重新设计。给出一套较为完善的保护电路结构。另外，为避免可能出现的冲击干扰且要保

3、证输出直流电压的精度，本文通过设计Fuzzy-PID复合控制器代替传统PI或PID控制器，该控制器即利用了模糊控制的灵活性和高度适应性又结合了PID控制精度高的优点，提高了闭环控制的控制性能。最后，利用Matlab6.0软件中动态仿真工具Simulink对整个控制系统的动态性能进行了仿真与分析。并且以数字信号处理器ADMCF328为核心搭建全数字实验电路，验证了理论分析和数字仿真的正确性。关键词电镀电源;整流器;PWM技术;单位功率因数;空间电压矢量哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractGreenpowersystemnoti

4、onmakespeoplepaymoreandmoreattentiontotheproblemofpowersystempollution.Reducingthepollutionhasbecomeanimportanttask.Powerelectronicequipmentisregardedasthebiggestcontaminativesourceforitslowpowerfactorandhighharmonic.Therefore,increasingtheperformanceofequipmentitselfan

5、ddecreasingthedegreeofpollutionisurgent.Basedonthesepurposes,thisdissertationdoesresearchonthree-phaseDCelectroplatingsource.Asthepivotaltechnology,theemergenceanddevelopmentofpulse-widthmodulated(PWM)technologypromotesgreatlythedevelopingcourseofrectifierwithunitypower

6、factorandlowharmonic.Thisthesisbeginswiththecontrolprincipleofthree-phasePWMrectifier,andsummarizesseveralmatureresearchedcontrolmethodsforPWM.Amongthem,thePWMtechnologybasedonvoltagespace-vector(SVPWM)presentedbyforeignscholarshasachievedwiderecognition.TheSVPWMschemeh

7、asthemeritsofthelargerlinearrangeoffundamentalvoltages,easilydigitalrealizationandcanattainhigherpowerfactor.BasedontheresearchoftheconventionalSVPWMcontrolscheme,itisappliedfortheresearchofDCelectroplatingsource.Inordertofacilitatetodesignprogramandcutdowntheoccupancyt

8、ofinitehardwareresource,theconventionalarithmeticissimplifiedandimprovedinthisthesis,andgainsgreatsuperiorityi