基于SVPWM控制策略的三相脉冲整流器的研究

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要常规整流环节广泛采用的二极管整流电路和晶闸管相控整流电路对电网注入了大量谐波，给电网造成污染。三相电压型PWM整流器具有输出电压恒定、高功率因数、低谐波污染、能量双向流动等优点，在电力系统有源滤波、无功补偿以及交直流传动系统等领域，具有越来越广阔的应用前景。本文详细阐述了PWM整流器的工作原理，建立了基于三相静止坐标系以及两相坐标系的低频和高频数学模型，并选择了三相电压型PWM整流器作为本文主要研究对象。电压空间矢量调制(SVPwM)控制方法能够获得更高的电压利用率，同时可使可有效减小电流谐波。文中对三相电压

2、空间矢量的原理和如何实现作了详细的分析，选择了谐波含量相对小的矢量排序策略。在电流控制方案上，提出了由坐标系下的固定开关频率的直接电流控制策略，同时在控制中实现电流的解耦控制，以及输入电网电压的前馈，使得系统具有更好的动态性能和稳定性，并通过进行闭环系统的仿真验证了方案的可行性。针对常规PI控制的不足，结合积分分离和变速积分的特点，提出了分段作用的改进PI控制算法。在不影响系统响应速度的情况下，采用改进的PI控制，可以减缓直流电压的上升和下降速率，有效地抑制输出超调。分析了锁相环对控制系统的影响，并针对电网频率波动情况进行了仿真研究。给出了主电路参

3、数的设计方法，并分析了其对系统动态性能和静态性能的影响，并进行仿真研究，仿真结果验证了分析结果的正确性。关键字：PWM整流、SVPWM调制、直接电流控制、改进的PI控制算法西南交通大学硕士研究生学位论文第lI页AbstractTheconventionalrectifiersectionwidelyconsistsofdiode—rectifiercircuitandphase—controlthyristorrectifier,whichinjectslargeamountsofharmonicsintothepowernetworksandpr

4、oducesmuchcontamination．Thethree-phasevoltage-sourcePWMrectifier(VSR)havethecharacteristicsofconstantdirectvoltage，highpowerfactor,smallharmonicpollution，bidirectionalpowerflow,SOtheyhavemoreandmoreapplicationperspectiveinactivefiltering，reactive-loadcompensationandmotorcontro

5、lsystems·Theprincipleofsingle-phasevoltage—sourcePWMrectifierWasintroducedindetails，constructingthehi#andlow—frequencymathematicalmodelbasedonthethree’phasestaticcoordinatesystemandthetwo．phasesynchronousrotatingcoordinatesystemfromthepointofthetopologyofthemaincircuit，andsele

6、ctthethree-phasevoltage-SOurCePWMrectifierasthismajorstudy．Withthevoltagespacevectorspulsewidthmodulation,wecangethigherusageofthevoltage，atthesametimeitCaneffectivelyreducethecurrentharmonics．Inthispaper,theprincipleofthree-phasevoltagespacevectorandthespecificimplementationw

7、ereanalyzedindetails，choosingthevectorsequencingstrategywithrelativelysmallharmoniccontent．Astothecurrentcontrolscheme，thisPaperproposeadirectlycurrentcontrolscheme，whichwithfixedswitchingfrequencyindqrotationreferenceframe．Andalso，weintroducecurrentdecouplinginputvoltagefeedb

8、ack,whichmakesthesystemmorestableandfasterresponse，andthrough