基于LCL滤波的三相电压型PWM整流器的研究

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1、华中科技大学硕士学位论文摘要由于高频PWM整流器可以提供正弦化低谐波的输入电流，可控功率因数，及双向能量流动，因此得到越来越广泛的应用。网侧单电感滤波会带来一些问题，首先要想得到较好的滤波效果，必须增大电感值，这样系统的动态性能会变差，而且成本增加。另外，整流器的功率比较大时，交流侧的滤波的损耗也会增大。为了解决上述问题，本文研究了基于LCL滤波的高频PWM整流器。在交流侧应用LCL滤波器可以减少电流中的高次谐波含量,并在同样的谐波要求下,相对纯电感型滤波器可以降低电感值的大小，提高系统的动态响应。文章首先对高频PWM整流器的工作原理做了详细的介绍，并对基于L和LCL

2、两种不同的滤波器，分别在ABC静止坐标系，αβ静止坐标系和dq旋转坐标系中建立了数学模型。文章中将L滤波的电压型三相PWM整流器的控制方法应用于LCL滤波情况。基于dq轴模型，提出了双闭环的控制策略，电流内环采用前馈解耦控制。为了提高电流的跟随性能，按照典型Ⅰ型系统设计电流调节器。为了提高电压环的抗干扰性，按照典型Ⅱ型系统设计电压调节器。文章还详细讨论了LCL滤波器带来的谐振问题，以及参数设计方法，列出了实际系统LCL滤波器参数的设计步骤。文章在MATLAB/SIMULINK环境下建立了PWM整流器仿真模型对系统进行了仿真，按照文章提出的理论设计的仿真系统具有良好的动

3、态和稳态性能。文章最后基于TMS320LF2407A设计了整流器装置的控制系统硬件和软件，并得到了初步实验结果，能满足控制要求，从而验证了控制方案的正确性。关键词：整流器，LCL滤波器，双环PI控制，DSPI华中科技大学硕士学位论文AbstractThehighfrequencyPWMrectifiercanprovidenearlysinusoidalandlowharmonicdistortioncurrentoftheutility,controllablepowerfactorandbi-directionalpowerflow.Becauseofthesef

4、eatures,theybecomemoreandmorepopularinpracticalapplication.Toreducethecurrentharmonicsaroundtheswitchingfrequencyahighvalueofinputinductanceshouldbeused.However,forapplicationsinhighpower,itbecomesquiteexpensivetorealizehighervaluefilter.Moreover,thesystemdynamicresponsemaybecomepoorer.

5、ThisproblemcouldbesolvedbyadoptingaLCL-filterconfiguration,whichallowstousereducedvaluesoftheinductancesandtoreducedtheswitchingfrequencypollutionemittedinthegrid.ThispaperanalyzesthehighfrequencyPWMrectifierprinciple,thenpresentsathree-phaseabccoordinatesanddqcoordinatesystemonthemathe

6、maticalmodelofL-filterandLCL-filterconfiguration.ThispaperadopttheparametersofthePI-basedcontrollerthatisalreadyusedfortheL-filter-basedactiverectifier.Onthebasisofmodelinthedqcoordinatesystem,thepaperproposesamult-closed-loopcontrolstrategy.Decouplingfeedforwardcontrolisusedintheinnerl

7、oopcurrent.TypicalⅠtypesystemdesignisusedincurrentcontrollerdesign,inordertoimprovethefollow-upabilityofcurrent.TypicalⅡtypesystemdesignisusedinvoltagecontrollerdesign,inordertoimprovetheanti-jammingability.ThispaperdescribestheresonanceproblemofLCL-filter,andproposesdampingmet