三电平大功率PWM整流器的设计与研究
本文关键词: 三电平 大功率整流器 SVPWM 中点电位平衡 锁相环 出处:《东北大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:二极管钳位式三电平PWM整流器具有网侧电流谐波小、能量可以双向流动以及功率因数可调等优点,其自身的结构特点保证了内部功率开关管所承受的最高电压为直流母线电压稳态值的一半,这些特点使得二极管钳位式三电平PWM整流器在高压输配电、高压大功率电机调速等高压大功率领域有着很好的应用前景。本文主要以中点箝位式三电平SVPWM整流器为对象进行研究,详细的分析了二极管箝位式PWM整流器拓扑结构,建立了三电平整流器在abc三相静止坐标系下的基本数学模型和dq同步旋转坐标系下的数学模型。经过三相交流量到两相直流量的变换,简化了控制系统的设计。本文采用基于直接电流控制的电压、电流双闭环控制系统,并给出了电流内环和电压外环的具体设计方法。本文对三电平整流器作PWM分析,给出了空间矢量的定义,分析了二极管钳位式三电平PWM整流器27个空间电压矢量的分布以及不同矢量对中点电位的影响,推导了常规的三电平SVPWM算法,随后在前人学者提出的g-h坐标系的思想下,给出了一种实用的、基于g-h坐标系的三电平SVPWM简化算法。同时分析了中点电位不平衡的原因及危害,给出了一种中点电位平衡控制策略。本文分析了锁相环在PWM整流器控制中的重要性,分析了基于单同步坐标系和基于双同步坐标系的两种软件锁相环的基本原理,在三相电网不平衡情况下,双同步坐标系软件锁相环较单同步坐标系软件锁相环而言有良好电网适应性,并利用仿真软件验证了其正确性。通过在PLECS系统仿真软件中搭建的整流器的系统仿真模型中进行仿真得到的结果,证明了控制策略的正确性。本课题以双三电平变流系统为基础,建立了基于TMS320F28335 DSP+CPLD的实验平台,通过实验证明了控制策略的正确性,同时提升了660V/250KW整流器的各项性能指标。
[Abstract]:The diode clamped three level PWM rectifier with harmonic small, energy bidirectional flow and advantages of adjustable power factor and its structure characteristics to ensure the highest voltage half internal power switch is exposed to DC voltage steady state value, these features make the diode clamped three level PWM rectifier. The distribution in high pressure, high voltage and high power drives, high voltage and high power field has a good application prospect. In this paper, neutral point clamped three level SVPWM rectifier as the study object, a detailed analysis of the diode clamped PWM rectifier topology, the mathematical model of the basic mathematical model and DQ established three level rectifier at ABC three-phase coordinates synchronous rotating coordinate system. After three straight intersection traffic to two-phase flow transform, simplifies the design of the control system in this paper. Direct current control based on voltage and current double closed-loop control system, and gives the concrete design method of current loop and voltage loop. Based on the three level rectifier for PWM analysis, gives the definition of space vector, analyzed the distribution of diode clamped three level PWM rectifier 27 voltage space vectors and the influence of different vector the neutral point voltage, deduced three level conventional SVPWM algorithm, then proposed in the previous g-h coordinate theory, the paper gives a practical and simplified algorithm of three level SVPWM based on g-h coordinate system. And analyzes the neutral point potential unbalance reason and harm, gives a kind of neutral point potential the balance control strategy. This paper analyzes the importance of PLL in PWM rectifier control, based on the analysis of single synchronous reference frame and based on the basic principle of two kinds of software phase-locked loop dual synchronous coordinate system, in Unbalanced grid, dual synchronous coordinate system software phase-locked loop with single synchronous coordinate software PLL has good network adaptability, and its correctness is verified by simulation software. The simulation results obtained by the system simulation model of the rectifier is built on the PLECS system simulation software in the, to prove the correctness of the control strategy. Subject to the dual three level inverter system based on TMS320F28335 experimental platform was established based on DSP+CPLD, through the experiments prove the correctness of the control strategy, and improve the performance of 660V/250KW rectifier.
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM461
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本文编号:1475146
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