三相大功率PFC电路的研究

发布时间：2019-10-17 21:56

【摘要】：进入二十一世纪以来,电力电子技术发展日新月异,其在开关电源、变频器、逆变器等电力电子设备和家用电子器件设备中的应用也越来越广泛。大多数的电力电子装置是通过整流器与电网相接而成,其输入电流通常是脉动的电流信号,输入电流中含有较多的谐波成分,造成输入侧的功率因数较低,对电网造成了严重的谐波污染。三相PFC技术可以有效地解决这些问题,因此成为了近年来国内外学者们研究的热点。本文根据三相PFC的基本原理设计了数字化控制的高功率因数校正电路。首先分析了目前已有的各种三相PFC拓扑结构的特点,确定选用三相六开关电压型整流器作为研究对象,建立其开关函数的数学模型,实现了变量由三相静止坐标系向两相同步旋转坐标系的转换;其次对系统的数字化控制策略进行了研究,完成了基于前馈解耦电流内环和电压外环的双闭环PI控制器的设计。同时,选择SVPWM算法产生控制整流电路功率开关器件通断的PWM波,实现了空间电压矢量调制方式在三相整流器中的应用,并且在Simulink环境下搭建了仿真模型,验证了控制策略的合理性和可行性。最后,以TMS320F2812为主控芯片对系统的软硬件电路进行设计,其硬件电路设计包括三相六开关整流电路、过零检测电路、采样电路和驱动电路,并在CCS5.5.0集成开发环境下完成了主程序、SVPWM程序和AD转换程序等软件设计。本文以TMS320F2812为主控芯片搭建了实验平台,对所设计的功率因数校正电路样机进行了实验验证,进一步验证了设计的合理性。
【图文】：

主电路图,三相输入电压,工作区域,主电路

就通过控制对应桥臂上的上、下开关管的通断和对应的续流二极管的电路的特点是输入电流总谐波畸变率较小，输入功率因数较高，还能够传输，适用于功率较高的场合，因此本文选择此电路作为主电路拓扑结路拓扑结构相比，该电路的控制开关器件数量较多，同时开关的工作状此我们通常采用数字化的芯片来实现本电路的控制。相 PFC 主电路工作原理上图 2.10 所示，三相 PFC 电路工作时，每个桥臂上共有两种开关模式下桥臂关断或者上桥臂关断下桥臂开通，，同一桥臂上下开关管互补导通有八种开关状态，如表 2.1 所示。表2.1主电路开关状态表关状态1 2 3 4 5 6 7 8b aS S000 001 010 011 100 101 110 11们把三相输入侧的交流电压在一个周期内划分为六个区域，每个区域相区域中有两相的输入电流方向相同，与另一相电流的方向相反，如图 2

解耦控制,原理框图,电流,内环

qe图 3.1 电流解耦控制原理框图 s 域变换得： ilip q q qilip d d dkk i i Ls R iskk i i Ls R is 用下图 3.2 来表示：di1Ls Rqi L（a）有功分量（b）无功分量图 3.2 电流内环等效图单位功率因数时0qi ，通过上述模型实现了电流内环
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM46

【参考文献】