基于SVPWM的VIENNA整流器的中点电位平衡问题的研究

发布时间：2023-05-13 15:46

　　随着科技水平的迅猛提升和人民生活质量的极大改善,对于用电设备的要求也越来越高,对功率等级的需求逐步提高,对谐波含量的标准也日趋严格。而三电平VIENNA整流器是一种三电平结构的PFC电路拓扑,功率器件的电压应力相对两电平拓扑要低,且功率因数校正效果好,谐波含量低,此外VIENNA拓扑无需设置死区时间,因此得到了广泛应用。本文首先对单相VIENNA拓扑下的不同电流流向的能量流通路径进行分析,由于三相电网电压的对称性,通过对网侧电压的区域划分,以其中一个区间为例,分析了三相三电平VIENNA整流器的工作原理。此外基于状态空间方程建立VIENNA整流器,在三相静止坐标系和两相同步旋转坐标系下的数学模型,并推导出了相应的系数矩阵。其次,对三相三电平VIENNA整流器的空间矢量分布进行了罗列。通过对传统三电平SVPWM调制方法和基于两电平空间矢量理论调制算法的对比,选择了基于两电平空间矢量理论的调制方法,并对该方法下的扇区判断公式,作用时间计算公式等等给出了详细推导。该方法较传统三电平SVPWM调制方法,没有三角函数运算,更加简便。进而对三相三电平VIENNA整流器的控制系统进行了设计。针对系统...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 功率因数校正电路的指标要求
    1.3 整流器拓扑的研究现状
        1.3.1 整流器的发展历程
        1.3.2 三电平拓扑的对比
    1.4 VIENNA整流器的研究现状
    1.5 本课题主要研究内容
第2章 VIENNA整流器的工作原理及数学模型
    2.1 VIENNA整流器的工作原理分析
        2.1.1 VIENNA拓扑的单相工作原理分析
        2.1.2 VIENNA拓扑的三相工作原理分析
    2.2 VIENNA整流器的数学模型建立
        2.2.1 abc坐标系下的数学模型
        2.2.2 dq坐标系下的数学模型
    2.3 本章小结
第3章 VIENNA整流器的调制方法
    3.1 SVPWM的概述
    3.2 SVPWM调制方法下的VIENNA整流器空间矢量分布
        3.2.1 基于αβ坐标系下的传统SVPWM方法
        3.2.2 基于两电平空间矢量理论的调制方法
    3.3 本章小结
第4章 VIENNA整流器的控制策略分析
    4.1 锁相环PLL
    4.2 VIENNA整流器的控制器设计
        4.2.1 电流内环前馈解耦设计
        4.2.2 电流内环PI控制器参数设计
        4.2.3 电压外环PI控制器参数设计
    4.3 VIENNA整流器的中点电位平衡控制策略
        4.3.1 三电平拓扑的中点电位平衡问题概况
        4.3.2 VIENNA整流器的中点电位平衡的基本原理
        4.3.3 模糊控制策略实现中点电位平衡
        4.3.4 VIENNA整流器模糊控制器参数整定方法
        4.3.5 VIENNA整流器中点电位平衡控制器波形分析
    4.4 本章小结
第5章 VIENNA整流器的系统设计
    5.1 VIENNA整流器的系统结构框图
    5.2 主电路参数设计
        5.2.1 电感参数设计
        5.2.2 输出滤波电容设计
        5.2.3 功率半导体器件的选型
    5.3 硬件电路设计
        5.3.1 主功率回路原理图
        5.3.2 直流侧电压采样电路
        5.3.3 交流侧电流采样电路
        5.3.4 驱动电路设计
    5.4 软件系统设计
        5.4.1 主程序
        5.4.2 中断子程序流程
    5.5 本章小结
第6章 VIENNA整流器的仿真及实验总结
    6.1 基于MATLAB/SIMULINK的 VIENNA整流器的仿真模型与仿真结果
    6.2 实验结果
    6.3 实验总结
第7章 全文总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 工作展望
参考文献
致谢



本文编号：3816125