VIENNA整流器調(diào)制方法與控制策略的研究.pdf

1、電力電子裝置的大量引入給電網(wǎng)帶來(lái)了嚴(yán)重的諧波污染，因此功率密度高、輸入輸出諧波性能良好的整流裝置及其控制方法是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。VIENNA整流器是由二極管整流電路演變而來(lái)的一種三電平Boost型AC/DC變換器，相較于傳統(tǒng)PWM整流器具有功率密度高、開(kāi)關(guān)管電壓應(yīng)力小、可靠性高、無(wú)需設(shè)置死區(qū)時(shí)間、控制電路相對(duì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。本文以電動(dòng)汽車(chē)充電機(jī)前級(jí)三相三線(xiàn)制VIENNA整流器為研究對(duì)象，對(duì)其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制策略以及調(diào)制方法等方面展開(kāi)研究。

2、>　　首先，本文在三種坐標(biāo)系下建立了基于狀態(tài)空間平均法的數(shù)學(xué)模型，利用三值邏輯開(kāi)關(guān)函數(shù)對(duì) VIENNA整流器的開(kāi)關(guān)特性進(jìn)行簡(jiǎn)化分析。第一章分析了VIENNA整流器的運(yùn)行機(jī)理、運(yùn)行特性，并結(jié)合數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)出不同坐標(biāo)系下的等效電路，為進(jìn)一步研究VIENNA整流器奠定了基礎(chǔ)。
　　其次，本文對(duì)VIENNA整流器的PWM調(diào)制方法進(jìn)行了研究，利用傅立葉變換對(duì)VIENNA整流器兩種常用的載波調(diào)制方法進(jìn)行了數(shù)學(xué)分析與比較，得出在波形質(zhì)量上采用同

3、相載波調(diào)制要優(yōu)于反相載波調(diào)制的結(jié)論。本文將矢量進(jìn)行分類(lèi)并結(jié)合VIENNA整流器的矢量分布特點(diǎn)分析了各類(lèi)矢量對(duì)中點(diǎn)電位的影響。本文采用基于兩電平空間矢量理論的簡(jiǎn)化 SVPWM調(diào)制方法，避免了傳統(tǒng)空間矢量調(diào)制方法需要大量三角函數(shù)運(yùn)算的缺點(diǎn)。針對(duì)中點(diǎn)電位偏移問(wèn)題，當(dāng)采用載波調(diào)制方法時(shí)，通過(guò)向電容中點(diǎn)注入零序電流來(lái)平衡中點(diǎn)電位；當(dāng)采用空間矢量調(diào)制方法時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)一對(duì)冗余小矢量在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)的時(shí)間分配實(shí)現(xiàn)電容中點(diǎn)電位的平衡控制。
　　再次

4、，本文在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下設(shè)計(jì)了電壓、電流雙閉環(huán)控制器，針對(duì)采用PI控制器時(shí)電流內(nèi)環(huán)模型存在耦合項(xiàng)以及抗干擾性能差的問(wèn)題，在兩相靜止坐標(biāo)系下，采用無(wú)耦合且對(duì)交流信號(hào)跟蹤性能良好的準(zhǔn)比例諧振控制器調(diào)節(jié)電流內(nèi)環(huán)。
　　最后，本文利用 Simulink平臺(tái)搭建了系統(tǒng)模型并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，并利用15kW充電機(jī)模塊進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，整流器輸出電壓能夠穩(wěn)定跟隨給定，且負(fù)載發(fā)生變化時(shí)能夠快速重新回到給定電壓，同時(shí)輸入電流與電網(wǎng)電