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三相双PWM变换器直接功率控制方法研究

发布时间:2018-03-22 10:27

  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】

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本文编号:1648249

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