三相电压型抗扰PWM整流器研究

发布时间：2017-11-23 10:29

  本文关键词：三相电压型抗扰PWM整流器研究

  更多相关文章： PWM整流器 电网扰动 正负序分量 矢量控制 比例谐振控制 STM32

【摘要】：三相PWM整流器是一种高性能的交直流变流装置,近年来在不间断电源、有源电力滤波和新能源发电等场合得到了广泛应用。在其并网工作时,实际供电不可避免地会出现偏差,这对于传统PWM整流器来说是一种扰动。这种扰动常见的形式有电网电压不平衡、电压跌落、谐波污染及频率突变等。其中,不平衡扰动会导致交流侧工作电流畸变,使直流母线电压出现低频脉动,严重影响系统正常运行。采用传统策略无法解决这些问题,为此本文对不平衡电网下抗扰控制展开了研究。本文研究了PWM整流器的常用电路拓扑、工作方式和控制方法。根据扰动电网正负序分解方法,将传统PWM整流器数学模型分解为正序模型与负序模型两部分。通过对比三相交流量的单dq坐标变换与正负序双dq坐标变换的结果,得出分别控制正序和负序分量是解决问题的关键。针对扰动电网下的改进系统模型,研究了电压定向矢量控制策略,提出正负序双电流环与比例谐振两种改进策略。这些策略的控制结构都为双闭环形式,外环的比例积分控制器用来调节直流电压。它们的最大区别在于交流侧电流的内环调节方法,电压定向矢量控制使用的是比例积分控制器。为减小电网扰动对PWM整流器的影响,正负序双电流环矢量控制对电流的正序和负序分量,单独使用比例积分控制器。比例谐振控制策略则直接跟踪交流形式的电流,保证抗扰性能的同时,明显降低了控制策略的复杂度。此外,文中还对正负序分离和电网电压锁相两个重要模块提出了多种设计方法。仿真结果表明采用延时法时,分离和锁相的综合性能最好。为验证控制策略的可行性和有效性,本文利用STM32中丰富的片上资源搭建了试验样机,并给出了详细的硬件电路和控制程序的设计方法。实验和仿真结果表明,提出的PWM整流器能快速有效地减小电网扰动影响。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM461

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本文编号：1218167