PWM整流器直接功率控制策略研究毕业设计

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1、目录：第一章概述1.1PWM整流器概述1.2PWM整流器基本原理1.3PWM整流器的分类及拓扑结构1.4电压型PWM整流器的控制策略第二章三相电压型PWM整流器的数学模型2.1三相VSR—般数学模型（ABC坐标系）2.2aB坐标系下的数学模型第三章瞬时功率的理论与计算3.1引言3.2赤木瞬时无功功率理论的有关定义第四章VO-DPC系统组成及原理4.1无电压传感器时瞬时功率及、确定4.2扇区选择4.3PI控制模块简述4.4开关表的确定第五章DPC系统仿真5.1仿真模型5.2DPC系统性能分析第六章仿真

2、环境Simulink简介6.1Simulink仿真机理6.2子系统的建立6.3M文件S函数的实现附录：控制模块s畅数源码第一章概述1.1PWM整流器概述20世纪90年代发展起来的智能型功率模块仃PM）开创了功率半导体开关器件新的发展方向。功率半导体开关器件技术的进步，促进了电力电子变流装置技术的发展,出现了以脉宽调制（PWM）控制为基础的各类变流装置，如变频器、逆变电源、高频开关电源以及各类特种变流器等，这些变流装置在国民经济各领域中取得了广泛的应用。但是，目前这些变流装置很大一部分需耍整流环节，以

3、获得直流电压，由丁•常规整流环节广泛采用了二极管不控整流电路或品闸管相控整流电路，因而对电网注入了大量谐波及无功，造成了严重的电网“污染”。治理这种电网“污染”最根本措施就是，要不变流装置实现网侧电流正弦化，且运行于单位功率因数。根据能量是否可双向流动，派生出两类不同拓扑结构的PWM整流器，即可逆PWM整流器和不可逆PWM整流器。能量可双向流动的PWM整流器不仅体现ifiAC/DC变流特性（整流），而且还可呈现HiDC/AC变流特性（有源逆变），因而确切地说，这类PWM整流器实际上是一•种新型的可逆

4、PWM整流器。经过几十年的研究与发展，PWM整流器技术已日趋成熟。PWM整流器主电路已从早期的半控型器件桥路发展到如今的全控型器件桥路；其拓扑结构已从单相、三相电路发展到多相组合及多电平拓扑电路；PWM开关控制由单纯的硬开关调制发展到软开关调制；功率等级从千瓦级发展到兆瓦级，而在主电路类型上，既有电压型整流器（VoltageSourceRect辻ier—VSR），也有电流型整流器（CurrentSourceRectifier-CSR）,并且两者在工业上均成功地投入了应用。由于PWM整流器实现了网侧电

5、流正弦化，且运行于单位功率因数，其至能量可双向传输，因而真正实现了“绿色电能变换”。由于PWM-整流器网侧呈现出受控电源特性，因而这一-特性便PWM整流器及其控制技术获得进一步的发展和拓宽，并取得了更为广泛和更为重耍的应用，如静止无功补偿（SVG）、有源电力滤波（APF）、统一潮流控制（UPFC）、超导储能（SMES）、高压直流输电（HVDC）、电气传动（ED）、新型UPS、通信电源以及太阳能、风能等可再生能源的并网发电等。1.2PWM整流器基本原理虽然二极管整流器，改善了整流器网侧功率因数，但仍会

6、产生网侧谐波电流而“污染”电网；另外，二极管整流器的不足还在于其直流电压的不可控性。针对上述不足,PWM整流器己对传统的相控及二极管整流器进行了全面改进。其关键性的改进在于有全控型功率开关管取代了半控型功率开关管或二极管，以PWM斩控整流取代了相控-整流或不控整流。因此，PWM可以取得以下优良性能：/网侧电流为正弦波/网侧功率因数控制（如单位功率因数控制）“电能双向传输“较快的动态控制响应显然，PWM整流器已不是一般传统意义上的AC/DC变换器。由于电能的双向传输,当PWM整流器从电网吸取电能时，其

7、运行丁整流工作状态；而当PWM整流器向电网传输电能时，其运行丁•有源逆变工作状态。所谓单位功率因数是指：当PWM整流器运行于整流状态时，网侧电压、电流同相（正阻特性）；当PWM-整流器运行于有源逆变状态时，其网侧电压、电流反相（负阻特性）。进一涉研究表明，由于PWM整流器其网侧电流及功率因数可控，因而可被推广应用于有源电力滤波及无功补偿等非整流器应用场合。综上可见，PWM整流器实际上是一个其交、直流可控的四象限运行的变流装置。图1-1PWM整流器模型电路图1-1为PWH整流器模型电路。从图可以看Hh

8、PWM整流器模型电路由交流回路、功率开关管桥路以及直流冋路组成。其中交流回路包括交流电动势及网侧电感等；直流回路包括负载电阻及负载电动势等；功率开关管桥路可由电压型或电流型桥路组成。当不计功率开关管桥路损耗时，由交、直流侧功率平衡关系得=ide%（1T）式中u、，为模型电路交流侧电压、电流卩血、0为模型电路直流侧电压、电流由式（1-1）不难理解：通过模型电路交流侧的控制，就可以控制其直流侧，反Z亦然。1.3PWM整流器的分类及拓扑结构随着PWM整流器技术的发展，已设计