三相spwm整流课程设计

《三相spwm整流课程设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、svpwm三相整流课程设计指导老师___________姓名_______学号________小组成员班级_____时间：2013年3月11日目录svpwm三相整流课程设计1一．实验原理2二．实现过程3（1）主电路设计3（2）dq变换电路及解耦算法4（3）电流环控制参数设定7（4）交流侧电感与电容的选择8（5）SVPWM实现11三．实验心得及感想19一．实验原理三相电压型PWM整流器的原理图如图1示，图1中各物理量定义如下：ea、eb、ec为电网电压，ia、ib、ic为交流侧各相电流，Udc代表直流侧电压，ua、u

2、b、uc为PWM整流器交流侧输入电压。根据功率及电压要求，调节电容电感等参数，通过闭环调节，完成开关的时序控制，最终达到实验指标要求。图１　三相电压型ＰＷＭ整流器主电路拓扑结构二．实现过程（1）主电路设计根据实验要求得主电路matlab仿真图图2主电路matlab仿真图根据图1，列出PWM整流器的基本方程：式中、、为0或1，是三相桥臂的开关函数：S＝1表示下标所对应的桥臂上管导通，下管关断；S＝0表示下标所对应的桥臂下管导通，上管关断.（2）dq变换电路及解耦算法根据瞬时功率理论，在dq同步旋转坐标系下的有功功率P

3、和无功功率Q可表示为：当d轴以电网电压矢量定位时，即eq=0，则上式可以写为由式可知，id和iq分别与有功功率P和无功功率Q呈线性比例关系，调节id和iq就可分别独立地控制PWM整流器的有功功率和无功功率，实现有功功率和无功功率的解耦控制。图3MATLABdq坐标变换图为了获得良好的控制性能，控制在两相同步速旋转dq坐标系中实施。同步速dq轴系中，式（1）变为：（2）由式（2）表示的输入电流满足下式：（3）式（3）表明d、q轴电流除受控制量urd、urq的影响外，还受交叉耦合电压ωLiq、-ωLid扰动和电网电压u

4、sd和usq扰动，因此需要寻找一种解除d、q轴之间电流耦合的控制方法。为此，采用前馈控制进行解耦，当电流调节器采用ＰＩ调节器时，ｕｄ，ｕｑ的控制方程为（4）表示的结构如下图所示图4　三相电压型ＰＷＭ控制原理图图5三相电压型ＰＷＭ控制仿真图将（4）式带入（3）中，得到（5）从而实现了解耦控制。由（5式）得到整流器内部结构如下图所示。图6　三相电压型ＰＷＭ双闭环原理图（3）电流环控制参数设定由图6得到电流环结构图7电流环结构图ＫＰＷＭ为三相桥路的等效增益；1.5Ｔｓ为考虑电流环的采样延迟和ＰＷＭ控制的小惯性特性后得到的

5、时间常数；１／（ｓＬ＋Ｒ）为网侧线路的传递函数。对于电流内环,它的主要作用是按电压外环输出的电流指令进行电流控制,如实现单位功率因数正弦电流控制,因此电流调节器一般采用PI调节器。文献[PWM整流器及其控制]按典型Ⅱ型系统参数整定关系给出了PI调节器参数的设计方法式中:KiP,KiI是电流内环比例、积分增益;Ts为电流内环电流采样周期(即亦为PWM开关周期);KPWM为桥路PWM等效增益,在使用SVPWM时取1。电流环设计完成后就可以进行电压外环的设计。。由文献[PWM整流器及其控制]可得三相VSR电压外环简化结构

6、如图2所示。图中KV、TV为电压外环PI调节器参数;为电压采样小惯性时间常数与电流内环等效小时间常数的合并。图8pi调节器结构图根据论文[3三相电压型PWM整流器设计方法的研究.pdf]得到电压环PI调节器的参数（4）交流侧电感与电容的选择三相正弦空间矢量调制的电压型整流器在直流电压利用率、抑制电机的谐波电流等方面都比正弦脉冲宽度调制的整流器优越的多，大部分研究都集中在SVPWM的控制部分，而对其主电路参数的研究较少。SVPWM主电路参数包括交流侧电压源、电感、电阻和直流侧电容、负载参数等，其中交流侧电感和直流侧电

7、容参数对于整个系统的工作状态都有很重要的作用，直接影响着电路的谐波抑制、功率的双向流动等，因此有必要对电路的参数进行详细地分析。电感选择在VSR系统设计中，其交流侧电感的设计至关重要，这是因为VSR交流侧电感的取值不仅影响电流环的动、静态响应，而且还制约着VSR输出功率、功率因数以及直流电压，它在整流电路系统中还起着隔离电压、滤除谐波、传输无功功率等作用，可见VSR交流侧电感对VSR系统的影响和作用是多方面的。3.1稳态单位功率因数条件下在稳态单位功率因数条件下，PWM整流器交流侧矢量关系（R小很可以忽略）如图所示

8、。从图可以看出，直流侧和交流侧存在这样的关系：三相VSR的数学模型包括两部分，即交流部分和直流部分。这两部分之间通过脉宽调制建立联系，交流侧电压由直流电压调制而来，而直流侧输入电流由交流侧电流调制而来。式中：M为PWM相电压最大利用率（与PWM控制方式相关），这说明PWM控制方式确定后，一定的直流电压条件下，即为定值，这样可以将确定交流侧电压矢量幅值的最大值