三相双PWM变换器直接功率控制方法研究
本文选题:双PWM变换器 切入点:协调控制 出处:《天津大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:随着全球经济的快速发展,能源越发的紧缺,新能源的开发与节能技术已成为热门技术领域,被广大学者所重视。双PWM变换器因为具有网侧电流正弦化,单位功率因数,且可实现电能的双向流动等特点被广泛应用于新能源等技术领域。本课题的主要研究内容如下:根据瞬时无功功率理论,在?-?坐标系下建立三相双PWM变换器的数学模型,在其基础上,针对PWM整流器传统的直接功率控制算法存在的不足,研究无需划分动态扇区的新型预测直接功率控制算法(P-DPC),改善了系统的动态性能。在此基础上提出了一种无电压传感器的虚拟磁链的预测功率控制方法(VF-P-DPC),并设计了新型的带补偿量的低通滤波器,以消除运算过程中存在的直流偏置的问题与积分初值问题,最后对其建立仿真模型进一步对其进行验证。对于电机侧PWM变换器,以永磁同步电机(PMSM)作为负载,推导其数学模型,并在此基础上研究一种基于瞬时无功功率理论的直接功率控制算法,根据功率误差选择电机侧PWM变换器的期望开关矢量,以保障PMSM的变频调速时实现单位功率因数,降低电能的额外损耗。对于双PWM变换器的协调控制,根据其功率流动情况,将电机侧直接功率控制算法中的瞬时有功功率值作为负载前馈功率的功率变量,利用负载前馈功率控制器将基于VF-P-DPC算法的整流器和基于DPC算法的逆变器有效的结合到一起,无需额外设计负载功率的观测器,实现了基于DPC算法额双PWM变换器的协调控制。对理论进行推导并仿真分析后,搭建调速系统的硬件实验平台,对整流器、逆变器和双PWM变换器的协调控制算法进行编程,并在线运行调试,验证所提到的理论的正确性。
[Abstract]:With the rapid development of the global economy and the increasing shortage of energy, the development of new energy and energy saving technology have become a hot technical field, which has been paid attention to by many scholars. The double PWM converter has a grid side current sinusoidal, unit power factor, And the characteristics of bidirectional flow of electric energy are widely used in the field of new energy technology. The main contents of this research are as follows: according to the theory of instantaneous reactive power, in? -? The mathematical model of three-phase double PWM converter is established in coordinate system. On the basis of it, the disadvantages of traditional direct power control algorithm for PWM rectifier are pointed out. A new predictive direct power control algorithm without dividing dynamic sectors is studied, which improves the dynamic performance of the system. On the basis of this, a novel predictive power control method for VF-P-DPCs with no voltage sensor is proposed, and the VF-P-DPCs are designed. A new low-pass filter with compensation, In order to eliminate the problem of DC bias and integral initial value in the operation process, the simulation model is established to further verify it. For the motor side PWM converter, the permanent magnet synchronous motor (PMSM) is used as the load to derive its mathematical model. On this basis, a direct power control algorithm based on instantaneous reactive power theory is studied. According to the power error, the expected switching vector of the motor side PWM converter is selected to ensure the realization of unit power factor in the frequency conversion speed regulation of PMSM. For the coordinated control of dual PWM converters, the instantaneous active power in the motor side direct power control algorithm is regarded as the power variable of the feedforward power according to the power flow. The rectifier based on VF-P-DPC algorithm and the inverter based on DPC algorithm are effectively combined by using load feedforward power controller, without additional load power observer. The coordinated control of forehead double PWM converter based on DPC algorithm is realized. After deducing and simulating the theory, the hardware experiment platform of speed regulation system is built, and the coordinated control algorithm of rectifier, inverter and double PWM converter is programmed. And run the debugging online to verify the correctness of the theory mentioned.
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM46
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 王恩德;黄声华;;表贴式永磁同步电机伺服系统电流环设计[J];中国电机工程学报;2012年33期
2 赵方平;杨勇;阮毅;赵春江;;三相并网逆变器直接功率控制和直接功率预测控制的对比[J];电工技术学报;2012年07期
3 张华强;王新生;魏鹏飞;徐殿国;;基于空间矢量调制的直接转矩控制算法研究[J];电机与控制学报;2012年06期
4 王明渝;代同振;吴喜红;邓威;;双PWM变换器功率前馈控制策略仿真研究[J];系统仿真学报;2012年04期
5 尚磊;孙丹;胡家兵;贺益康;;三相电压型并网逆变器预测直接功率控制[J];电工技术学报;2011年07期
6 孙亚秀;孙睿峰;陈炳才;;三相PWM变换器传导干扰的预测分析[J];电机与控制学报;2011年05期
7 鲁文其;胡育文;杜栩杨;黄文新;;永磁同步电机新型滑模观测器无传感器矢量控制调速系统[J];中国电机工程学报;2010年33期
8 储剑波;胡育文;黄文新;李勇;鲁文其;王明金;;永磁同步电机直接功率控制基本原理[J];电工技术学报;2009年10期
9 郑泽东;李永东;;永磁同步电机控制系统综述[J];伺服控制;2009年01期
10 孟进;马伟明;张磊;潘启军;赵治华;;考虑PWM调制策略的逆变器共模和差模干扰源模型[J];电工技术学报;2007年12期
相关博士学位论文 前10条
1 欧阳晖;大功率四象限变流器控制技术研究[D];华中科技大学;2012年
2 姚志垒;并网逆变器关键技术研究[D];南京航空航天大学;2012年
3 洪小圆;基于永磁同步电机的电梯运动控制研究[D];浙江大学;2012年
4 汪万伟;能量回馈型双PWM调速系统及其负荷群的协调控制研究[D];华南理工大学;2011年
5 彭双剑;微网运行和电能质量控制研究[D];湖南大学;2011年
6 李光叶;双PWM变换器协调控制研究[D];天津大学;2011年
7 徐艳平;永磁同步电动机减小转矩脉动的直接转矩控制方法研究[D];西安理工大学;2008年
8 吴靖;电机传动系统参数辨识方法的研究[D];浙江大学;2008年
9 郭晓明;电网异常条件下双馈异步风力发电机的直接功率控制[D];浙江大学;2008年
10 裴雪军;PWM逆变器传导电磁干扰的研究[D];华中科技大学;2004年
相关硕士学位论文 前2条
1 翟程远;永磁同步电机矢量控制的研究与应用[D];上海交通大学;2013年
2 王伟颖;永磁同步电机抗负载扰动控制策略研究[D];浙江大学;2012年
,本文编号:1648249
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/1648249.html