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文檔簡介
1、隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展及進(jìn)步,電力電子器件得到了廣泛的應(yīng)用,但由于其顯著的非線性,導(dǎo)致產(chǎn)生大量的諧波以及無功功率,從而造成損耗以及對系統(tǒng)或電網(wǎng)造成巨大的“污染”。電動汽車的充電樁含有大量的電力電子器件,因此,接入電網(wǎng)的電動汽車的充電設(shè)備不僅需要滿足功率大、充電快、可靠性高的特點,同時也要具有功率因數(shù)高、諧波含量少、開關(guān)應(yīng)力低、功率開關(guān)器件少等優(yōu)點。
本文考慮到電動汽車直流充電設(shè)備的發(fā)展需求,提出了一種基于VIENNA整流器的前級整
2、流模塊的設(shè)計方案。該模塊具有功率因數(shù)高、開關(guān)器件少、可靠性高、諧波抑制性好的優(yōu)點,具有較好的實際應(yīng)用價值。
論文研究了充電樁前級整流模塊——三相VIENNA整流器的工作原理及控制方法。本中首先分析了三相VIENNA整流器在三相靜止abc坐標(biāo)系、兩相坐標(biāo)系以及同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型,通過對比論證,選擇基于同步旋轉(zhuǎn)dq坐標(biāo)系用于建模及分析,有利于控制系統(tǒng)的簡化。接著進(jìn)一步分析了VIENNA的控制策略。經(jīng)過分析論證,提出了一
3、種基于PI控制的電壓電流雙閉環(huán)控制策略,并對電流加以解耦,進(jìn)一步簡化控制系統(tǒng)。通過對典型Ⅰ系統(tǒng),典型Ⅱ系統(tǒng)和典型二階系統(tǒng)的比較,考慮到電流內(nèi)環(huán)注重快速的電流跟隨性,電壓外環(huán)注重輸出電壓的穩(wěn)定性及抗干擾能力,故電流內(nèi)環(huán)按典型I系統(tǒng)來設(shè)計,電壓外環(huán)按典型Ⅱ系統(tǒng)設(shè)計。然后分析了傳統(tǒng)的三電平空間矢量脈沖調(diào)制(SVPWM,Space Vector Pulse Width Modulation),結(jié)合VIENNA整流器的特點,提出了適用于三相VIE
4、NNA整流器的改進(jìn)型SVPWM調(diào)制方法,并解決了電壓、電流區(qū)間判斷復(fù)雜的難題,通過分析指令電壓區(qū)間間接判斷電流區(qū)間,從而簡化了控制算法。最后在電壓區(qū)間判斷的算法上進(jìn)一步簡化,加快了硬件電路控制芯片的運算速度。同時,為了保證輸出端兩電容上的電壓平衡,提出了一種基于SVPWM調(diào)制的平衡策略。
在論文的最后,對VIENNA整流器的主要硬件電路進(jìn)行了設(shè)計,搭建了16kW的整流樣機(jī),并通過Matlab軟件仿真和實驗結(jié)果驗證了本文理論研究
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