基于PWM整流器的直接功率控制方法研究

发布时间：2017-08-24 22:00

  本文关键词：基于PWM整流器的直接功率控制方法研究

  更多相关文章： 风力发电 PWM整流器 直接功率控制 开关表改进

【摘要】：PWM整流器可以使单位功率因数运行并且具有输出电压恒定等特点,真正的实现了电能的绿色变换,在很大程度上提高了电能的传输效率以及利用效率。是风力发电并网发电系统的需求所在。本文首先对PWM整流技术的现状进行了简单的分析以及介绍,对当前PWM整流策略以及比较新颖的PWM整流器控制策略加以介绍,并阐述了当前PWM整流器在风力发电中的应用。本文先进行里论分析,为后来的实验打下理论基础,之后进行建模与仿真,之后通过仿真软件进行验证。其次,本文主要通过对电压定向型直接功率控制方法的研究,建立了PWM整流器的数学模型,并以此对PWM整流器的工作原理更加直观的加以诠释。本文构建了电压定向型直接功率控制系统,在此系统中开关表同时控制瞬时有功功率和无功功率,因此如何设计开关表也就决定了系统的性能,因为控制需求的不同,本文对开关表的设计方法进行了研究,通过构成传统开关表,发现了传统开关表的缺点,并进行改良并获得较好的功率控制效果。通过仿真实验验证了改良后的开关表的设计方法的有效性。本文在开关表同时控制瞬时有功功率和无功功率的基础上,提出一种新型的三状态开关信号直接功率控制策略。在新的三状态开关信号控制策略中构成了新的开关表,使系统对于有功功率和无功功率的响应能力得到了增强,同时也提高了系统的解耦控制能力。并且通过仿真实验,验证了这种方法的可行性。同时仿真实验也验证了电压定向型PWM整流器直接功率控制的控制性能。最后,应用Matlab/Simulink软件,构建了PWM整流器直接功率控制的模型,通过仿真实验分别对开关表改进前后、新开关信号控制策略的仿真结果进行了的直观的分析。通过实验结果发现,基于电压定向PWM整流器直接功率控制有着系统结构简单、动态响应快、功率因数高等优点。
【关键词】：风力发电 PWM整流器 直接功率控制 开关表改进
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM461
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 研究背景及意义8
• 1.2 PWM整流技术的现状与分析8-10
• 1.2.1 PWM整流器8-9
• 1.2.2 PWM整流技术9-10
• 1.3 PWM整流器在风力发电中的应用10-12
• 1.3.1 直驱式风力发电技术10-11
• 1.3.2 双馈式风力发电技术11-12
• 1.4 PWM整流器的直接功率控制策略概述12
• 1.5 本文研究内容12-14
• 第二章 PWM整流器直接功率控制方法的研究14-26
• 2.1 PWM整流器工作原理14-20
• 2.1.1 PWM整流器概述14-16
• 2.1.2 PWM整流器的数学模型16-20
• 2.2 电压定向直接功率控制20-25
• 2.2.1 直接功率控制中瞬时值的定义20-22
• 2.2.2 直接功率控制的方法研究22-23
• 2.2.3 直接功率控制系统的模型结构23-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第三章 直接功率控制方法的改进研究26-34
• 3.1 传统开关表的构成26-28
• 3.1.1 直接功率控制系统的空间矢量以及扇区划分26-27
• 3.1.2 电压矢量的构造方法27-28
• 3.2 开关表的改进方法研究28-32
• 3.2.1 传统开关表的缺点及改进28-30
• 3.2.2 新开关信号控制的方法研究30-31
• 3.2.3 引入新开关信号的开关表构成31-32
• 3.3 本章小结32-34
• 第四章 系统的软件及硬件设计34-42
• 4.1 系统硬件设计34-35
• 4.1.1 系统主电路设计34
• 4.1.2 控制系统框图34-35
• 4.2 系统软件设计35-41
• 4.2.1 控制程序模块设计35-39
• 4.2.2 直接功率控制算法的实现39-41
• 4.3 本章小结41-42
• 第五章 直接功率控制系统的仿真研究42-48
• 5.1 系统仿真模型的搭建42-43
• 5.2 仿真结果分析43-44
• 5.3 引入新开关信号后的仿真结果分析44-46
• 5.4 动态仿真波形46-47
• 5.5 本章小结47-48
• 第六章 实验结果分析48-52
• 6.1 稳态实验波形48-50
• 6.2 动态实验波形50-51
• 6.3 本章小结51-52
• 第七章 结论52-53
• 致谢53-54
• 参考文献54-57
• 作者简介57
• 攻读硕士学位期间研究成果57

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本文编号：733371