VIENNA整流器抑制启动冲击电流的晶闸管软启动研究

发布时间：2023-06-01 02:12

　　随着电力电子设备在人类社会生活中的广泛使用,给人们带来巨大经济利益和方便快捷生活方式的同时,也会注入大量谐波和无功功率到电网之中,降低电网电能质量以及电能利用率,给电网造成了严重的负担。因此提高电力电子设备尤其是整流器的功率因数、减小输入电流总谐波畸变率(THD)以及研究在高电压、大功率场合应用的整流器十分必要。三相VIENNA整流器是一种极具发展前景的三电平整流器,与普通整流器比较,其具有高功率因数、电流谐波畸变率小、开关应力低、无需开关管死区设置以及开关器件少等优点,在航空电源、风力发电和电动汽车充电机等领域有逐步替代传统整流器的趋势。本文以三相三电平六开关LCL滤波VIENNA整流器作为研究对象,对其工作原理、数学模型、控制策略以及软启动控制等方面进行了研究。首先介绍了VIENNA整流器的工作原理,简要介绍了LCL滤波器的参数设计;并根据基尔霍夫电流、电压定律分别建立了VIENNA整流器在abc、αβ和dq坐标系下的数学模型,为后续工作奠定基础。然后以建立的数学模型为基础设计了VIENNA整流器的控制策略,电流内环、电压外环的双闭环PI控制策略;其中电流内环用到了电流前馈解耦控制...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 三相整流器的研究
        1.2.1 三相整流器拓扑结构的研究
        1.2.2 三相整流器数学模型的研究
        1.2.3 三相整流器控制策略的研究
        1.2.4 VIENNA整流器的软启动研究
    1.3 本文的主要研究内容
2 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
        2.1.1 VIENNA整流器的单相工作原理
        2.1.2 VIENNA整流器的三相工作原理
    2.2 LCL滤波器的设计
    2.3 VIENNA整流器的数学模型
        2.3.1 abc三相静止坐标系下的数学模型
        2.3.2 αβ两相静止坐标系下的数学模型
        2.3.3 dq两相同步旋转坐标系下的数学模型
    2.4 本章小结
3 VIENNA整流器的控制策略及控制器设计
    3.1 电流内环控制设计
        3.1.1 电流内环前馈解耦设计
        3.1.2 电流内环PI控制参数设计
    3.2 电压外环控制设计
    3.3 本章小结
4 VIENNA整流器的空间矢量调制
    4.1 VIENNA整流器的空间电压矢量分布
    4.2 VIENNA整流器的简化SVPWM调制算法
    4.3 电容中点电位平衡控制策略
        4.3.1 不同基本矢量对电容中点电压的影响
        4.3.2 电容中点电位平衡控制策略
    4.4 本章小结
5 VIENNA整流器的晶闸管软启动研究
    5.1 启动冲击电流产生的成因分析
    5.2 抑制启动冲击电流的软启动控制策略
    5.3 本章小结
6 系统仿真与实验验证
    6.1 VIENNA整流器的系统仿真
        6.1.1 稳态仿真分析
        6.1.2 中点电位平衡仿真分析
        6.1.3 软启动仿真分析
    6.2 VIENNA整流器的实验验证
        6.2.1 主电路器件型号选择和参数设计
        6.2.2 调理电路设计
        6.2.3 驱动电路设计
    6.3 实验结果
    6.4 本章小结
7 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 工作展望
致谢
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果



本文编号：3826447