基于LCL滤波的三相电压型PWM整流器
[Abstract]:PWM rectifier, which can operate in four quadrants, is widely used in grid-connected power generation of renewable energy such as solar and wind energy. In these grid-connected generation systems, the capacity of PWM rectifier is usually large. In order to reduce switching loss and electromagnetic interference, a lower switching frequency is generally adopted. In order to meet the requirements of grid-connected harmonics, if the traditional L filter is used, it needs larger inductance value, increases the cost, reduces the response speed of the current loop, increases the inductance voltage drop, and raises the DC side voltage. The LCL filter has the characteristics of third-order filtering, and the inductance required for the same harmonic requirement is small, which can effectively reduce the system cost. But there is resonance problem in LCL filter, which will produce resonance under some frequency, and cause system instability. This paper first introduces the working principle of PWM rectifier, and then establishes the mathematical model of PWM rectifier based on L filter and LCL filter in three-phase ABC stationary coordinate system and two-phase dq rotation coordinate system, respectively. The frequency characteristics of LCL filter are analyzed. The frequency response below the resonant frequency is basically the same as that of the L filter with the same inductance, and the slope of the filter is larger than the resonant frequency, but there is an infinite gain at the resonant frequency. Then the parameter design method of LCL filter is introduced, and the limiting conditions, design steps and verification efficiency are given. Based on the control strategy of single L filter PWM rectifier, the voltage outer loop and current inner loop controller are designed. The principle of passive damping method and three active damping methods are analyzed in detail, and the influence of digital control process on the control system is analyzed. The designed control strategy and damping strategy are simulated by Maltab/Simulink. Finally, the active damping method is used on the experimental bench. The experimental results show that the resonance of the LCL filter is effectively suppressed, the harmonic distortion rate of the grid side current is small, the dynamic response is fast, the output voltage is stable, and the anti-load disturbance ability is strong.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM46;TN713
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本文编号:2373754
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