基于Vienna结构的高功率密度AC/DC三相整流器研究

发布时间：2022-02-26 00:38

　　航空电源应用领域中的三相整流器承担着网侧功率因数校正、滤除网侧电流谐波、稳定直流侧电压等重要作用,同时要求电源具有高功率密度、高效率等特点。本文以三相三线制Vienna整流器为研究对象,分析了其结构特点与工作原理,重点对网侧LCL滤波器及其谐振峰阻尼方法、改善网侧电流波形质量的控制与调制方法进行了分析与研究。具体研究内容如下:1.分析了Vienna整流器的工作原理、在d-q坐标系下的数学模型以及电流解耦的双环PI控制方法。分析了网侧电流谐波的来源,并介绍了特定次谐波抑制环与重复控制方法对于网侧低频次谐波抑制方面的作用,并通过仿真与实验验证了其正确性。2.分析了网侧电流波形过零点畸变的特点以及原因,即整流器侧控制电压矢量与网侧电流矢量的超前/滞后关系导致的SVPWM调制方法中扇区判断错误,进而导致错误地使用了不同的电平小矢量。针对此问题,本文结合Vienna整流器的调制特点,给出一种五段式调制与七段式调制结合的SVPWM调制方法。此外,本文重点分析了五段式SVPWM调制策略对直流侧中点电位的影响及其对整流器共模电压的影响,分析了系统采用五段式SVPWM调制时的直流侧中点电位稳定条件及其影... 

【文章来源】：浙江大学浙江省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 课题研究现状
        1.2.1 Vienna整流器LCL滤波器研究现状
        1.2.2 Vienna整流器控制方法研究现状
        1.2.3 Vienna整流器SVPWM调制方法研究现状
    1.3 论文主要研究内容及成果
2 三相三线制Vienna整流器建模及其控制调制方法
    2.1 Vienna整流器工作原理
    2.2 两相旋转坐标系下Vienna整流器的数学建模
    2.3 Vienna整流器的PI控制方法
    2.4 基于g-h坐标系的SVPWM调制方法
        2.4.1 基于g-h坐标系的SVPWM运算方法简介
        2.4.2 七段式SVPWM输出法与五段式SVPWM输出法
        2.4.3 SVPWM调制仿真模块简介
    2.5 本章小结
3 网侧输入电流波形改善方法
    3.1 网侧输入电流波形谐波产生原因分析
        3.1.1 网侧电流谐波产生原因分析
        3.1.2 网侧电流波形过零点畸变原因分析
    3.2 改善输入电流波形质量的控制方法研究
        3.2.1 特定次谐波抑制环改善输入电流波形质量
        3.2.2 重复控制方法改善输入电流波形质量
        3.2.3 仿真验证
    3.3 改善输入电流波形质量的调制方法研究
        3.3.1 五段式与七段式SVPWM混合调制消除网侧电流波形过零点畸变
        3.3.2 五段式调制方法研究
        3.3.3 仿真验证
    3.4 本章小结
4 样机设计及实验验证
    4.1 网侧LCL滤波器设计及其阻尼方法介绍
        4.1.1 LCL滤波器主要参数设计
        4.1.2 LCL滤波器有源阻尼方法介绍
        4.1.3 LCL滤波器无源阻尼方法研究
        4.1.4 阻尼方法仿真验证
    4.2 系统其他硬/软件设计简介
    4.3 实验验证
        4.3.1 LCL滤波器与控制方法实验验证
        4.3.2 五段式调制方法实验验证
    4.4 本章小结
5 总结与展望
    5.1 论文工作总结
    5.2 论文工作展望
参考文献
作者简历
攻读硕士学位期间发表成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]高阶无源滤波器对比分析[J]. 吕志鹏,吴鸣,宋振浩,赵婷,杜刚.  电力自动化设备. 2019(06)
[2]单相三电平整流器网侧电流谐波抑制的研究[J]. 盛国宇,刘文生.  微电机. 2019(04)
[3]一种消除VIENNA整流器输入电流过零畸变的SVPWM调制方法[J]. 汪洋,吴越,杨青松,石健将.  电源学报. 2020(05)
[4]非理想电网下PWM整流器的多谐振控制研究[J]. 董德智,王悦,汪谦,何沛.  仪器仪表学报. 2018(07)
[5]基于矢量调制的维也纳整流器共模电压抑制研究[J]. 王智敏.  机电工程. 2018(03)
[6]三相变流器无源阻尼型LCL滤波器的分析与设计[J]. 刘宝泉,郭华,朱一昕,易皓,卓放.  电工技术学报. 2017(02)
[7]VIENNA整流器的设计与优化[J]. 刘源,梅烨,曹丰文,李武华,何湘宁.  电源学报. 2018(02)
[8]三相三电平Vienna整流器的研究与实现[J]. 杨玉波,谢运祥.  电力电子技术. 2015(12)
[9]LCL、LLCL和LLCCL滤波器无源阻尼分析[J]. 许德志,汪飞,阮毅.  中国电机工程学报. 2015(18)
[10]基于滑模变结构的Vienna整流器新型双闭环控制策略研究[J]. 马辉,谢运祥.  电工技术学报. 2015(12)

博士论文
[1]基于重复控制理论的逆变电源控制技术研究[D]. 陈宏.南京航空航天大学 2003

硕士论文
[1]三相三线制中频VIENNA整流器研究[D]. 汪洋.浙江大学 2019
[2]三电平变流器调制和控制策略研究[D]. 耿毓廷.浙江大学 2018
[3]三相三线制三电平维也纳整流器的研究与设计[D]. 腾云亮.合肥工业大学 2017
[4]基于PWM整流器的LCL滤波技术研究[D]. 孙伟.哈尔滨工业大学 2012
[5]LCL-VSR的控制与设计[D]. 刘芳.合肥工业大学 2008



本文编号：3644003