基于LLCL滤波器的三相PWM整流器的研究

发布时间：2017-09-01 16:37

  本文关键词：基于LLCL滤波器的三相PWM整流器的研究

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【摘要】：三相PWM整流器是一种重要的电力电子变流装置,与传统的二极管整流器相比,三相PWM整流器具有输出电压恒定、高功率因数、电能双向流动等显著优势。本文是对基于LLCL滤波器的三相PWM整流器系统进行研究。本文首先构建了三相PWM整流器在三相静止坐标下的数学模型,推导出两相旋转坐标系下的模型,同时介绍了空间矢量脉宽调制技术,并对空间矢量脉宽调制技术的实现做出了解释。其次,在三相PWM整流器交流侧采用LLCL滤波器代替常用的单电感滤波器,解决了滤波器因电感值较大造成的体积大、成本高和动态性能下降等问题。由于LLCL为三阶对象其中需设计变量较多,不易设计,本文详细地分析LLCL滤波器工作原理和特性,并提出了LLCL滤波器参数设计方法。然后,在获得三相PWM整流器数学模型的基础上,采用了电网电压矢量定向控制策略,设计了电压外环、电流内环的双闭环控制。同时,为了提高电流环的精度,文章将重复控制与电流环PI控制相结合,构成了复合控制结构;其中,利用PI控制可获得较好的动态响应,利用重复控制可减小误差。最后,在理论分析的基础上对三相PWM整流器进行了Matlab/Simulink建模与仿真,通过仿真结果分析,验证了基于LLCL滤波器的三相PWM整流器及其控制方法和系统参数设计的正确性。并以DSP+CPLD为控制核心,搭建了基于LLCL滤波器的三相PWM整流器实验平台,实验结果验证了LLCL滤波器的可行性和有效性,证明了PI控制+重复控制构成的复合控制结构具有良好的动态响应速度和稳态性能。
【关键词】：LLCL滤波器 PWM整流器 SVPWM 重复控制
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM461
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 关键技术问题及研究现状11-15
• 1.2.1 交流侧滤波器12-13
• 1.2.2 电流控制技术13-15
• 1.3 本文主要内容15-17
• 第二章 三相PWM整流器建模与SVPWM技术17-30
• 2.1 三相PWM整流器建模17-24
• 2.1.1 三相PWM整流器在三相静止坐标系下的模型建立17-19
• 2.1.2 三相PWM整流器在两相旋转坐标系下的模型建立19-24
• 2.2 空间矢量脉宽调制技术24-27
• 2.2.1 SVPWM技术原理24-26
• 2.2.2 SVPWM技术实现26-27
• 2.3 仿真分析27-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 三相PWM整流器滤波器与直流侧电容设计30-45
• 3.1 LLCL滤波器分析与设计30-40
• 3.1.1 LLCL滤波器特性32-37
• 3.1.2 LLCL滤波器参数设计37-40
• 3.1.3 样机滤波器参数设计40
• 3.2 直流侧电容设计40-41
• 3.3 LLCL滤波器仿真实验41-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第四章 三相PWM整流器双闭环控制与重复控制策略研究45-55
• 4.1 电流内环控制45-47
• 4.2 电压外环47-48
• 4.3 重复控制48-51
• 4.3.1 重复控制系统结构49-50
• 4.3.2 重复控制器设计50-51
• 4.4 复合控制51-52
• 4.5 重复控制仿真实验52-54
• 4.6 本章小结54-55
• 第五章 三相PWM整流器实验平台设计55-66
• 5.1 三相PWM整流器主电路设计55-59
• 5.1.1 IGBT选型55-56
• 5.1.2 IGBT驱动电路56-57
• 5.1.3 电流、电压检测电路57-59
• 5.2 控制电路设计59-62
• 5.2.1 DSP与CPLD选型59-60
• 5.2.2 DSP与CPLD通信60
• 5.2.3 信号调理电路60-61
• 5.2.4 硬件过压、过流保护电路61-62
• 5.3 三相PWM整流器系统软件设计62-65
• 5.3.1 DSP资源分配63
• 5.3.2 DSP程序构成63-64
• 5.3.3 CPLD程序与资源分配64-65
• 5.4 本章小结65-66
• 第六章 三相PWM整流器系统实验66-73
• 6.1 样机与实验设备66-67
• 6.2 基于单电感滤波器的三相PWM整流器实验67-70
• 6.3 基于LLCL滤波器的三相PWM整流器实验70-72
• 6.4 本章小结72-73
• 第七章 总结与展望73-75
• 7.1 工作总结73
• 7.2 工作展望73-75
• 参考文献75-78
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果78-79
• 致谢79-80
• Ⅳ-2答辩委员会对论文的评定意见80

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1 杨一;基于LLCL滤波器的三相PWM整流器的研究[D];华南理工大学;2016年

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本文编号：773212