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【摘要】： 近年來,隨著電力電子器件的發(fā)展和現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用,PWM整流器因具有交流側(cè)可單位功率因數(shù)運行,能量可以雙向流動等優(yōu)點,而成為電力電子領(lǐng)域的研究熱點,并且在風(fēng)力并網(wǎng)發(fā)電,有源電力濾波方面得到了大力的應(yīng)用。 本文以三相電壓型PWM整流器為研究對象,在廣泛研究了PWM整流器的研究熱點和應(yīng)用現(xiàn)狀上,建立了基于開關(guān)函數(shù)的數(shù)學(xué)模型,深入分析了三相電壓型PWM整流器的換流過程和工作原理。在對比了PWM整流器現(xiàn)行的各種控制策略優(yōu)缺點后,采用直接電流控制策略,在MATLAB中建立了基于直接電流控制策略的PWM整流器仿真模型,通過仿真,分析了PWM整流器中電感,電容參數(shù)變化,負(fù)載變化時對系統(tǒng)性能的影響,提出一種PWM整流器交流側(cè)電感計算方法。 針對傳統(tǒng)直接電流控制策略中PWM整流器交流側(cè)電流總諧波畸變率大等問題,提出基于參數(shù)自整定模糊PI控制算法,來代替直流電流控制中普通的PI控制器。針對PWM整流器的直流電壓超調(diào)量大,過渡時間較長等問題,將滑模變結(jié)構(gòu)控制理論應(yīng)用于PWM整流器中,建立了基于PWM整流器傳遞函數(shù)的電壓外環(huán)滑模控制器,在MATLAB/simulink中驗證了上述改進措施的正確性。 最后,本文完成了以TMS320F2812DSP為核心的PWM整流器系統(tǒng)設(shè)計。完成主電路參數(shù)的計算,開關(guān)管的選型,完成了PWM整流器交流側(cè)電壓電流,直流側(cè)電壓檢測電路設(shè)計以及驅(qū)動電路設(shè)計,對PWM整流器軟件設(shè)計進行概要介紹。
【關(guān)鍵詞】：PWM整流器 模糊控制 電感參數(shù)計算 滑模控制
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TM461
【目錄】： 摘要3-4
ABSTRACT4-7
第一章 緒論7-13
1.1 課題的背景和研究意義7-8
1.2 國內(nèi)外發(fā)展水平和動向8-11
1.2.1 交流側(cè)電流控制策略8-10
1.2.2 無傳感器控制10
1.2.3 主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)10-11
1.2.4 智能控制在PWM整流器中的應(yīng)用11
1.3 本課題研究的主要內(nèi)容11-13
第二章 PWM整流器的運行基本原理13-35
2.1 PWM整流器的數(shù)學(xué)模型13-15
2.2 PWM整流器運行的基本原理15-26
2.2.1 PWM整流器四象限運行的原理15-17
2.2.2 直接電流控制基本原理17-22
2.2.3 SVPWM技術(shù)在PWM整流器的應(yīng)用22-26
2.3 不同LC參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響26-34
2.3.1 仿真模型的建立26-30
2.3.2 交流電感對系統(tǒng)性能的影響30-32
2.3.3 直流電容對系統(tǒng)性能影響32-33
2.3.4 負(fù)載變化對系統(tǒng)性能的影響33-34
2.4 本章小結(jié)34-35
第三章 改善PWM整流器的性能研究35-53
3.1 改善PWM整流器性能的兩種途徑35
3.2 電流內(nèi)環(huán)的模糊PI控制35-42
3.2.1 選擇模糊PI控制算法的原因35
3.2.2 模糊控制的基本原理35-36
3.2.3 電流內(nèi)環(huán)模糊自適應(yīng)PI控制器的設(shè)計36-39
3.2.4 PWM整流器的電流內(nèi)環(huán)模糊PI仿真39-42
3.3 PWM整流器的滑模變結(jié)構(gòu)控制42-51
3.3.1 選擇滑模控制的原因及其在PWM整流器上的應(yīng)用現(xiàn)狀42-43
3.3.2 滑模變結(jié)構(gòu)控制基本原理43-46
3.3.3 滑模控制的抖振問題46-47
3.3.4 PWM整流器電壓環(huán)的滑模控制器設(shè)計47-50
3.3.5 減弱PWM整流器滑模控制抖振措施50-51
3.4 本章小結(jié)51-53
第四章 PWM整流器的系統(tǒng)設(shè)計53-66
4.1 主電路參數(shù)設(shè)計53-55
4.1.1 開關(guān)管參數(shù)選擇53-54
4.1.2 開關(guān)管緩沖電路設(shè)計54-55
4.1.3 交流側(cè)電感直流側(cè)電容設(shè)計55
4.2 控制電路設(shè)計55-63
4.2.1 DSP上電模塊55-56
4.2.2 交流電壓直流電壓檢測模塊56-59
4.2.3 交流電流檢測模塊59-60
4.2.4 驅(qū)動電路60-63
4.2.5 同步信號檢測電路63
4.2.6 散熱系統(tǒng)63
4.3 軟件設(shè)計概述63-65
4.3.1 主程序模塊63-64
4.3.2 外部中斷程序64-65
4.3.3 T1中斷程序模塊65
4.4 本章小結(jié)65-66
結(jié)論與展望66-68
參考文獻68-72
附錄172-75
致謝75-76
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文76
