三相電壓型PWM整流器的直接功率控制技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、三相PWM 整流器是目前整流器領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，由于其具有雙向能量流動(dòng)性，以及交流電流波形和功率因數(shù)任意可控性，應(yīng)用場(chǎng)合越來越廣泛。直接功率控制對(duì)變換器的瞬時(shí)功率直接進(jìn)行閉環(huán)控制，本文主要內(nèi)容即對(duì)三相電壓型PWM 整流器的直接功率控制技術(shù)進(jìn)行全面深入的研究。
　　 根據(jù)瞬時(shí)功率理論，推導(dǎo)和建立了三相PWM 變換器的功率數(shù)學(xué)模型。通過分析PWM 整流器的有功功率和無功功率的功率流向，闡述了其工作原理?；跀?shù)學(xué)模型，分別研究每個(gè)開關(guān)矢

2、量在矢量空間中對(duì)瞬時(shí)功率的不同影響，提出了一種非固定18扇區(qū)矢量空間劃分方法，基于這種劃分方法提出了新的開關(guān)矢量表。這種開關(guān)矢量表不僅可以克服傳統(tǒng)開關(guān)表對(duì)無功功率控制上的缺陷，獲得更好的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)控制效果，而且可以對(duì)其他開關(guān)表的不足進(jìn)行一定的解釋，具有很強(qiáng)的通用性。
　　 根據(jù)直接功率控制的特點(diǎn)，提出了PWM 整流器交流側(cè)電感值、直流側(cè)電壓值和直流側(cè)電容值的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)，得出了系統(tǒng)參數(shù)間相互關(guān)系，有利于指導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3、。本文引入了數(shù)字控制器的實(shí)時(shí)性因子概念，來考察直接功率控制的數(shù)字化對(duì)控制效果的影響，同時(shí)給出了整個(gè)數(shù)字控制系統(tǒng)延遲時(shí)間的最大容忍值，并提出衡量數(shù)字控制系統(tǒng)效果的真實(shí)環(huán)寬的概念。死區(qū)效應(yīng)也是影響波形質(zhì)量的一大原因，本文通過分別分析死區(qū)時(shí)間對(duì)變換器交流側(cè)電壓和交流電流的影響，將死區(qū)時(shí)間對(duì)PWM 整流器的影響歸納為死區(qū)的電壓效應(yīng)和電流效應(yīng)，給出了這兩種效應(yīng)的表達(dá)式，并給出了一種優(yōu)化的死區(qū)設(shè)置方法，該方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單且不會(huì)增加控制器的負(fù)擔(dān)。

4、　　 采用滯環(huán)比較器的直接功率控制系統(tǒng)的開關(guān)頻率不固定，是實(shí)用化過程中需要解決的一個(gè)技術(shù)問題。將采用PI 調(diào)節(jié)器的直接電流控制方法和采用滯環(huán)比較器的直接功率控制系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比，指出滯環(huán)環(huán)寬與開關(guān)頻率的矛盾關(guān)系，提出一種開關(guān)頻率限制方法。該方法在新型18 扇區(qū)劃分方式的基礎(chǔ)上，通過控制無功功率滯環(huán)比較器的環(huán)寬來達(dá)到提高波形質(zhì)量、限制最大開關(guān)頻率的目的。為了實(shí)現(xiàn)開關(guān)頻率恒定的直接功率控制策略，本文將直接功率控制與空間矢量調(diào)制方法相結(jié)合，提出

5、基于瞬時(shí)功率反饋解耦的DPC-SVM控制方法，通過實(shí)驗(yàn)分析了這種控制方法的性能。
　　 將交流電機(jī)中定子磁鏈的概念引入到三相PWM 整流器中，定義為虛擬磁鏈VF，并利用虛擬磁鏈?zhǔn)噶窟M(jìn)行定向控制和瞬時(shí)功率估算，獲得了一種新的直接功率控制方法，稱為VF-DPC控制方法。該方法不僅省去了電網(wǎng)電壓傳感器，提高了系統(tǒng)的可靠性；而且，由于虛擬磁鏈估算中積分環(huán)節(jié)的濾波器特性，可以在非理想電網(wǎng)條件下獲得很好的控制效果。在實(shí)現(xiàn)過程中，利用一個(gè)二階