基于DSP的三電平三相高功率因數(shù)整流器的研究與設計.pdf

1、多電平PWM整流器憑借其對開關器件耐壓要求低，且在同等開關頻率下的諧波含量遠小于兩電平整流器諧波含量等優(yōu)勢，成為了電力電子裝置在高壓大功率應用場合的研究熱點。針對中點箝位式三電平變流拓撲存在的功率器件多、可能導致橋臂直通等不足的問題，從安全和經(jīng)濟角度出發(fā)，本文以三相三開關三電平(VIENNA)整流器為研究對象，從拓撲結構、工作原理、控制算法等方面展開較為深入的研究，通過仿真和試驗驗證了VIENNA整流器可使用較少的開關器件實現(xiàn)裝置的單位

2、功率因數(shù)運行。
　　 論文首先分析了VIENNA拓撲的不同工作狀態(tài)，在dq數(shù)學模型下通過引進電流前饋實現(xiàn)了對電流的解耦控制，由此建立了基于PI調節(jié)的雙閉環(huán)控制結構框圖。深入研究三電平空間電壓矢量調制(SVPWM)算法，并在此基礎上對其進行改進，完成了三電平空間參考矢量合成向兩電平空間矢量合成的變換，簡化矢量合成的復雜度，便于實現(xiàn)數(shù)字控制，并通過仿真驗證了該方法的正確性。
　　 針對三電平拓撲電路固有的直流電壓中點不穩(wěn)定問

3、題，本文在分析各合成矢量對中點電位不同影響的基礎上，引進了基于調節(jié)因子的中點電位控制策略。該方法利用短電壓矢量對中點電位的互補影響，動態(tài)調整短電壓矢量的作用時間，以保持中點電位平衡，通過仿真驗證了該策略在中點電位控制方面的有效性。
　　 在以上工作的基礎上完成了三相VIENNA整流器功率主回路和基于浮點型DSP數(shù)字控制系統(tǒng)的設計，給出了簡化三電平空間電壓矢量合成算法的程序流程圖，并設計了一臺20KW試驗樣機。試驗結果和波形表明：