基于单周期控制的VIENNA整流器中点电压平衡技术研究

发布时间：2017-10-03 12:24

  本文关键词：基于单周期控制的VIENNA整流器中点电压平衡技术研究

  更多相关文章： 六开关VIENNA整流器 单周期控制 三次谐波电流 零序电压 中点平衡

【摘要】：VIENNA整理器作为一个三电平中点箝位式的整流器,其具有所需开关器件少、功率因数高、开关管电压应力小、控制环节简单的特点,有很大的研究价值。中点电位不平衡问题作为中点箝位式整流器的固有问题,是研究VIENNA整流器的一项重要内容。本文首先分析了VIENNA整流器的拓扑结构,介绍了新型六开关VIENNA整流器相比于传统三开关VIENNA整流器的特点与优势,并结合六开关VIENNA整流器的电路拓扑分析了其单相和三相整流工作原理,并进一步研究了VIENNA整流器在三相abc坐标系、两相αβ坐标系和dq旋转坐标系下的数学模型。其次,本文对单周期控制的基本理论以及单相APFC电路的单周期控制作了简单介绍。在单周期控制原理下,分析了三相VIENNA整流器的两种工作模式：三相独立工作模式和串联双boost解耦工作模式,并对两种模式下的控制过程进行了详细分析。本文对于六开关VIENNA整流器,每相两个开关管实行分开控制,较少了电路损耗。再次,文章针对VIENNA整流器直流侧中点电压不平衡的问题,详细分析了出现中点电位波动的原因,提出在三相输入电流采样中注入三次谐波分量,并同时叠加零序电压分量的注入的控制策略,来有效抑制中点电位的交流和直流波动。文章中还通过公式的推导和计算,给出了三次谐波电流的最佳注入系数。本文最后通过理论分析对主电路的关键元件进行了参数设计,并在matlab上对电路进行仿真,通过仿真验证,VIENNA整流器在三相独立工作模式和串联双boost解耦工作模式下都很好地实现功率因数校正,加入中点电压平衡控制措施后,电路中点电位交流波动得到明显抑制,直流波动得到消除,验证了本文理论的正确性。
【关键词】：六开关VIENNA整流器 单周期控制 三次谐波电流 零序电压 中点平衡
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM461
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 课题背景与研究意义8-9
• 1.2 三相APFC拓扑结构的发展和特点9-11
• 1.3 VIENNA整流拓扑的研究现状11-12
• 1.4 控制策略国内外研究现状12-13
• 1.5 中点箝位整流器中点电位平衡国内外研究现状13-15
• 1.6 本文主要工作及论文组织结构15-16
• 第二章 VIENNA整流器工作原理及数学模型分析16-28
• 2.1 VIENNA整流器拓扑结构及工作原理分析16-20
• 2.1.1 单相整流过程工作原理16-17
• 2.1.2 三相整流过程工作原理17-20
• 2.2 VIENNA整流器数学模型20-26
• 2.2.1 三相abc坐标系下数学模型20-23
• 2.2.2 两相α β坐标系下数学模型23-24
• 2.2.3 dq坐标系下数学模型24-26
• 2.3 本章小结26-28
• 第三章 VIENNA整流器单周期控制方法的原理及分析28-42
• 3.1 单周期控制基本原理28-30
• 3.2 单相APFC电路的单周期控制30-31
• 3.3 三相VIENNA整流器的单周期控制31-40
• 3.3.1 三相独立工作模式31-35
• 3.3.2 串联双boost解耦工作模式35-40
• 3.4 本章小结40-42
• 第四章 输出直流侧电容中点电压平衡问题的研究42-54
• 4.1 中点电压平衡问题出现的原因42-44
• 4.2 中点电压平衡控制的实现44-51
• 4.2.1 三次谐波注入三相采样电流44-47
• 4.2.2 改进零序分量注入三相采样电流47-50
• 4.2.3 中点电压平衡控制总体设计50-51
• 4.3 本章小结51-54
• 第五章 主电路关键参数设计及系统仿真实现54-74
• 5.1 主电路参数设计54-56
• 5.1.1 输入电感设计54
• 5.1.2 输出电容设计54-55
• 5.1.3 功率器件选型设计55-56
• 5.2 系统仿真56-72
• 5.2.1 三相独立工作模式仿真56-61
• 5.2.2 串联双boost解耦工作模式仿真61-68
• 5.2.3 加入中点电压平衡控制的电路设计与仿真68-72
• 5.3 仿真结果及分析72-73
• 5.4 本章小结73-74
• 第六章 总结与展望74-76
• 6.1 全文总结74
• 6.2 工作展望74-76
• 致谢76-78
• 参考文献78-82
• 作者简介82

【参考文献】

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本文编号：965192