不平衡和非线性负载下四桥臂逆变器控制技术研究

发布时间：2021-07-21 04:10

　　由于化石能源的不断枯竭,而且化石能源的利用造成环境污染问题日趋严重,清洁可再生能源被广泛应用,从而改变了传统的交流电的发电、供电和用电模式,形成了一种直流电通过逆变器转换为交流电,并用于交流负载的分布式电源转换模式。在这种新的模式下,如果所接负载为不平衡负载和非线性负载,且不加以控制的话,将产生不平衡电压和多次谐波,影响电能质量,为此,需要采取合适的控制技术对逆变器进行控制,实现三相输出电压平衡,降低谐波分量,从而满足电力系统对电能质量的要求。三相四桥臂逆变器具有带不平衡负载的能力,因此本文选取三相四桥臂逆变器。基于该拓扑结构建立了静止坐标系和旋转坐标系的数学模型,为后续控制方法的研究奠定了良好的理论基础。通过分析比较,确定了abc坐标系下的三维空间矢量调制（3D-SVPWM）策略,该策略实现过程简便计算量小。确立了逆变器的控制方法。针对不平衡负载会导致三相电压输出不平衡的问题,本文利用对称分量法将不对称量分解为正序、负序和零序对称量,并通过坐标转换和解耦将各序分量转换成直流信号后,采用PI控制器实现旋转坐标系中电压电流的双闭环控制,由于负序分量与正序分量的旋转方向相反,因此建立了双同... 

【文章来源】：河北农业大学河北省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 引言
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 三相逆变器国内外研究现状
        1.2.1 逆变器拓扑结构研究现状
        1.2.2 逆变器的控制方法研究概况
    1.3 本文研究内容
2 三相四桥臂逆变器的建模与分析
    2.1 建立基于静止坐标系的数学模型
        2.1.1 静止坐标abc下的数学模型
        2.1.2 静止坐标αβ0下的模型
    2.2 旋转坐标系dq0下的模型
    2.3 不平衡负载及非线性负载下的数学模型
    2.4 本章小结
3 三相四桥臂逆变器三维空间矢量调制策略
    3.1 三相四桥臂逆变器调制策略
        3.1.1 PWM调制
        3.1.2 滞环电流调制
        3.1.3 空间矢量调制
    3.2 基于αβ坐标系的2D-SVPWM
    3.3 基于αβγ坐标系的三维空间矢量调制算法
    3.4 基于abc坐标系的3D-SVPWM
        3.4.1 开关矢量的选择
        3.4.2 开关电压矢量作用时间
        3.4.3 开关矢量的排序
        3.4.4 静止坐标abc和αβγ坐标系的3D-SVPWM比较
    3.5 本章小结
4 三相四桥臂逆变器控制方法的设计
    4.1 比例积分(PI)控制器原理
    4.2 比例谐振(PR)控制
        4.2.1 准PR控制器
        4.2.2 准PR控制器的参数设计
    4.3 基于旋转坐标系的PI双闭环控制
        4.3.1 系统解耦
        4.3.2 基于对称分量法的相序分解
        4.3.3 基于双同步旋转坐标系的PI控制
    4.4 基于改进的双闭环控制
        4.4.1 基于PI+准PR的电压环控制
        4.4.2 基于模糊控制的电压环
    4.5 本章小结
5 三相四桥臂逆变器的建模与仿真结果分析
    5.1 仿真参数的设置
    5.2 仿真模型的搭建
    5.3 开环仿真结果
    5.4 闭环仿真结果
    5.5 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
在读期间发表的学术论文
作者简介
致谢
详细摘要



本文编号：3294277