基于SVPWM的三相电压型PWM整流器的仿真设计
三相电压型SVPWM整流器仿真研究
三相电压型SVPWM整流器仿真研究一、概述随着电力电子技术的快速发展，三相电压型SVPWM（空间矢量脉宽调制）整流器作为一种高效、可靠的电能转换装置，在新能源发电、电机驱动、电网治理等领域得到了广泛应用。
SVPWM技术以其独特的调制方式，能够实现输出电压波形的高精度控制，提高整流器的电能转换效率，降低谐波污染，成为现代电力电子技术的研究热点。
三相电压型SVPWM整流器的基本工作原理是通过控制整流器的开关管通断，将交流电源转换为直流电源，为负载提供稳定、可靠的直流电能。
在SVPWM调制策略下，整流器能够实现对输入电压、电流的高效控制，使电网侧的功率因数接近1，从而减小对电网的谐波污染，提高电能质量。
为了深入了解三相电压型SVPWM整流器的性能特点，本文将对其仿真研究进行深入探讨。
通过建立整流器的数学模型，利用仿真软件对其进行仿真分析，可以直观地了解整流器在不同工作条件下的运行特性，为实际工程应用提供有力支持。
仿真研究还可以为整流器的优化设计、参数选择等提供理论依据，推动三相电压型SVPWM整流器技术的进一步发展。
三相电压型SVPWM整流器作为一种高效、可靠的电能转换装置，在现代电力电子技术中具有重要的应用价值。
通过仿真研究，可以深入了解其性能特点，为实际应用提供有力支持，推动相关技术的不断发展。
1. 研究背景：介绍三相电压型SVPWM整流器的研究背景及其在电力电子领域的应用价值。
能源转换效率的提升：在当前的能源结构中，电力是最主要的能源形式之一。
电力在传输和分配过程中往往存在损耗和污染。
三相电压型SVPWM整流器作为一种能够实现AC（交流）到DC（直流）高效转换的装置，能够显著提高能源转换效率，降低能源浪费，从而满足日益增长的能源需求。
电网稳定性的改善：随着可再生能源的快速发展，电网的稳定性问题日益突出。
三相电压型SVPWM整流器具有快速响应和精准控制的特点，能够有效地改善电网的电能质量，提高电网的稳定性。
基于SVPWM的三电平整流器的研究
煤
炭
工
程
基于 Ｓ Ｐ Ｖ ＷＭ 的 三 电平 整 流 器 的 研 究
王 大伟 ，岳 云 涛
（ 北京建筑工程学 院 电气与信息工程学 院 ，北京 １０４ ０ ０ ４）
摘
要 ：论 文讨论 了三相 三电平二极 管 中点箝位 型 Ｐ ＷＭ 整 流 器电路拓 扑 ，详 细 分析 了空 间 矢
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｅ ｐ ｐ ｒｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｔ ｅ ｃｒ ｕ ｔ ｏ ｏｏ ｙ ｏ ｅ ｔ ｒ ｅｐ ａ ｅ ｈ ｅ ｅ ｅ ， ｄ ｏ ｅ ｎ ｕ ｒｌ—ｐ ｉｔ ｌｍｐ ｄ Ｐ Ｍ ｈ ａ ｅ ｉｃ ｓ ｅ ｈ ｉ ｉ ｔ ｐ ｌｇ ｆ ｈ ｅ ｈ ｓ ．ｔ ｒ ｅ ｌｖ ｌ ｉｄ ｅ ｔａ ｃ ｔ ｈ ｏｎ —ｃａ ｅ Ｗ
Ｗ ＡＮＧ Ｄａ— ｗｅ ． ＹＵＥ ｎ — ｔｏ ｉ Ｙｕ ａ
（ ｃｏｌ ｆ ｌｃ ｃａｄＩｆｒ ｔｎＥ ｇｎｅ ｎ ，Ｂ ｉｎ ｎｖｒｉ ｆＣｖｌ ｎｉｅｒ ｇａｄＡｃ ｉｃｕｅ ｅ ｉｇ１０４ Ｓ ｈｏ ｅｔ ｎ ｎ ｍａｉ ｎ ｉｅｒ ｇ ｅｉｇＵ ｉ ｓｙｏ ｉ ｇ ｅ ｎ ｎ ｒｈｔ ｔｒ，Ｂ ｉｎ ００ ４，Ｃ ｉａ ｏＥ ｒ ｉ ｏ ｏ ｉ ｊ ｅ ｔ ｉＥ ｎ ｉ ｅ ｊ ｈｎ ）
ｒｃ ｉ ｅ ｎ ｎ ｄｅａｌａ ａｙ ｅ ｈｅｂａ ｉ ｉ ｃ ｐ ｅ ｏ ｈｅ Ｓ Ｗ Ｍ ． Ｔｈｅｔ ｒ ｅ ＶＳ ｃ ｎ ｒｌｓ ｓｅ ｗｏ ｄ ｈａ ｅ ａｖ ｈａ ｅ ａ ｄ ｅ ｔｆ ｒａ ｄ ｉ ｔ ｉ ｎ ｌｚ ｄ ｔ ｓｃｐｒｎ ｉ ｌ ｆｔ ＶＰ ｉ ｈ ｅ Ｒ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ｕｌ ｖ ｏ ｇ ｎ
ｉｔ ｒ ｒ ｎ ｅ ｃ ｐ ｃｔ ｎ ｔ ｅ ｄ ａ ｔ ｇ ｓ ａ ｌ ａ ｉｈ ｐ ａ ｔ ａ ｉ ｔ ． ｎ ｅ ｅ ｅ ｃ ａ ａ ｉ ａ ｄ ｏ ｈ ｒａ ｖ ｎ ａ ｅ ｓｗｅｌ ｓａ ｈｇ ｒ ｃｉ ｂ ｌ ｙ ｆ ｙ ｃ ｉ
基于SVPWM技术的三相电压型整流器设计
基于SVPWM技术的三相电压型整流器设计
于直流电压调节器的输出，频率和相位信号来源于电网;PI 电流调节器不能实现电流无静差控制，且对有功电流和无功电流的独立控制很难实现。
在两相同步旋转坐标系(d，q)中的电流指令为直流时不变信号，且其PI 电流调节器实现电流无静差控制，也有利于分别对有功电流
和无功电流
独立进行控制。
3 三相VSR 数字控制系统
三相VSR 数字控制系统结构如图4 所示，控制系统采用电压外环和两
个电流内环组成双环控制结构，电压环控制三相VSR 直流侧电压，通过输出
直流侧电压Vdc 与给定参考电压
差值经过PI 调节产生电流参考信号
，起到跟踪控制输出直流电压的目的;电流环用来按照电压环调节器输出的电流指令进行电流控制，按照电压外环输出的电流信号
对输入电流进行控制，利用SVPWM 算法产生开关信号控制整流器来实现单位功率因数。
三相PWM 整流器是采用电机矢量控制的思想通过控制电流来调节电压。
采样后的三相电流通过CLARK 和PARK 坐标变换获得两相旋转坐标系下的id、iq 分量，将电压误差信号经PI 调节作为有功电流指令值，而无功电流
的指令值可以直接设为零，通过解耦得到三相VSR 的指令电压，并通过SVPWM 算法得到三相整流器的控制信号。
3.1 交流侧电压调理电路。
基于SVPWM三相并网逆变器仿真报告
基于SVPWM三相并网逆变器仿真报告目录1.SVPWM逆变器简介 (1)2.SVPWM逆变器基本原理 (2)2.1.SVPWM调制技术原理 (2)2.2.SVPWM算法实现 (5)3.SVPWM逆变器开环模型 (9)3.1.SVPWM逆变器开环模型建立 (9)3.2.SVPWM逆变器开环模型仿真分析 (12)4.SVPWM逆变器闭环模型 (14)4.1.SVPWM逆变器闭环模型建立 (14)4.2.SVPWM逆变器闭环模型仿真分析 (15)1.SVPWM逆变器简介三电平及多电平空间矢量调制(Space Vector Pulse Width Modulation，SVPWM)法是建立在空间矢量合成概念上的PWM方法。
它以三相正弦交流参考电压用一个旋转的电压矢量来代替，通过这个矢量所在位置附近三个相邻变换器的开关状态矢量，利用伏秒平衡原理对其拟和形成PWM波形。
空间矢量调制方法在大范围调制比内有很好的性能，具有很小的输出谐波含量和较高的电压利用率。
而且这种方法对各种目标的控制相对容易实现。
SVPWM技术源于三相电机调速控制系统。
随着数字化控制手段的发展，在UPS/EPS、变频器等各类三相PWM逆变电源中得到了广泛的应用。
与其他传统PWM技术相比，SVPWM技术有着母线电压利用率高、易于数字化实现、算法灵活便于实现各种优化PWM技术等众多优点。
2. SVPWM 逆变器基本原理2.1. SVPWM 调制技术原理SVPWM 的理论基础是平均值等效原理，即在一个开关周期内通过对基本电压矢量加以组合，使其平均值与给定电压矢量相等。
在某个时刻，电压矢量旋转到某个区域中，可由组成这个区域的两个相邻的非零矢量和零矢量在时间上的不同组合来得到。
两个矢量的作用时间可以一次施加，也可以在一个采样周期内分多次施加，这样通过控制各个电压矢量的作用时间，使电压空间矢量接近按圆轨迹旋转，就可以使逆变器输出近似正弦波电压。
SVPWM 实际上是对应于交流感应电机或永磁同步电机中的三相电压源逆变器功率器件的一种特殊的开关触发顺序和脉宽大小的组合，这种开关触发顺序和组合将在定子线圈中产生三相互差120°电角度、失真较小的正弦波电流波形。
基于SVPWM三相电流源整流器的研究
第３ ５卷 第 １期 ２ ０ １ ３年 ２月
黑
龙
江
电
力
Ｖｏ Ｉ ｜ ３５ Ｎｏ ．１
ＨＥＩ Ｌ ０Ｎ ＧＪ Ｉ ＡＮＧ ＥＬ ＥＣ Ｔ ＲＩ Ｃ Ｐ ＯＷ Ｅ Ｒ
Ｆ ｅ ｂ ．２ ０ １ ３
基于 Ｓ Ｖ Ｐ ＷＭ 三 相 电 流 源 整 流 器 的研 究
彭咏龙 ， 李亚斌 ， 齐炳新
（ 华 北 电 力 大 学 电 气 与 电子 工程 学 院 ， 河北 保定 ０ ７ １ ０ ０ ３ ）
摘
要： 介绍 了三相 电流型整流器 （ Ｃ Ｓ Ｒ） 基本原理和空 间矢量脉宽调 制 （ Ｓ Ｖ Ｐ ＷＭ） 控制技 术。三相 电流型 Ｓ Ｖ Ｐ ＷＭ整 流器调
制信号生成的步骤为 ： 判断指令 电流所在 的扇 区、 选择 开关矢量及其作用顺序 和计算开关矢量 的作用时 间。利用 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ／ Ｓ ｉ ｍ —
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｉ ｎ ｔ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ—ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｉ ｆ ｅ ｒ（ Ｃ Ｓ Ｒ）ａ ｎ ｄ ｓ ｐ ａ ｃ ｅ ｖ ｅ ｃ ・
三相电压型PWM整流器的仿真讲解
摘要为了解决电压型PWM整流器直接功率控制系统主电路参数设计问题,根据整流器在dq 两相同步旋转坐标系中的数学模型建立了其功率控制数学模型.基于功率控制数学模型,结合整流器直接功率控制系统的特点,推得交流侧电感是由功率、功率滞环比较器环宽及开关平均频率决定的;直流侧直流电压是由交流电压、电感及负载决定的;突加负载时直流侧电容是由直流电压波动、功率、电感及负载决定的.根据上述影响主电路参数的诸多因素,提出交流侧电感、直流侧电压及直流侧电容的设计方法.计算机仿真和实验证明了本文提出的设计方法是可行的.关键词PWM整流器; 直接功率控制; 直流电压; 交流侧电感; 直流电容目录1 电压型PWM整流器 (2)1.1电压型PWM整流器拓扑结构及数学模型 (3)1.2 电压型PWM整流器DPC系统结构及原理 (3)2 电压型PWM整流器DPC系统主电路参数设计 (5)2.1 交流侧电感的选择 (5)2.2 直流侧直流电压的选择 (6)2.3 直流侧电容的选择 (7)3 电压型PWM整流器DPC系统仿真与实验 (9)3.1 系统主电路参数设计 (9)3.2 系统仿真 (9)3.3 系统实验 (10)4 总结与体会 (12)参考文献 (13)1电压型PWM 整流器1.1电压型PWM 整流器拓扑结构及数学模型电压型PWM 整流器主电路拓扑结构如图1所示.图中a U ，b U ,c U 为三相对称电源相电压,,a b c i i i 为三相线电流;,,a b c S S S 为驱动整流器开关管(绝缘栅双极型晶体管IGBT)开关函数;jS 定义为单极性二值逻辑开关函数,jS =1(j=a,b,c)则上桥臂开关导通,下桥臂开关关断,jS =0下桥臂开关导通,上桥臂开关关断；dc U 为直流电压;R,L 为滤波电抗器的电阻和电感;C 为直流侧电容;RL 为负载;,ra rb rc U U U 为整流器的输入相电压;L i 为负载电流。
基于SVPWM控制技术的三相电压型整流器及其应用
Ｋｅ ｒ ｓ：ｈ ｅ ｈ ｓ Ｒ； Ｗ Ｍ ； ＶＰ Ｍ ｙ ｗｏ ｄ ｔ ｒｅｐ ａ ｅＶＳ Ｐ Ｓ Ｗ
１ 引言 Ｓ 工 流 大、 电压高 ， 因此 系统 和 功率 开关 管 的安 全性 、 可靠 性 和 运行效 率等 成 了我们面 临的重 要 问题 。为 了减小
等缺点 。 不控 整流方 式也存 在 整流器从 电网吸 取畸 变的 电流 ，造 成电 网的谐波 污染 ， 直流 侧能 量无 法回馈 电 网等 缺点。 三相 电压 型 Ｐ ＷＭ 整流器 可以克 服相控 和 不控 整流 的缺 点 ， 有 高功率 因数 、 电流谐波 、 具 低 电能可逆 、 态 动
响 应快 等优 点 。 绍 了空间 电压 矢量脉 宽调 制（ ＶＰ Ｍ） 介 Ｓ ｗ 的控 制 原理及 实现 步骤 。 讨 了三相 电压 型脉 宽调制 整 探
Ｃｏ ｒ ｌＴｅ ｈ ｑｕ ｎ ｔ ｐ ｌｃ ｔｏ ｎｔｏ ｃ ｎｉ ｅ ａ ｄ Ｉｓ Ａ ｐ ｉａ ｉ ｎ
Ｈ ＮＧ Ｇ ｎ Ｌ Ｏ ０ ｇ ａｇ Ｕ Ｌ 一＾
Ⅳ Ｐ 砌ｇ ＾ —ｆ 口 ｇ
（１ ．Ｃｏ ｌ ｇ ｏ Ｅｌ ｃ ｒｃ ｌ ｎ Ｉ ｏｒ ａ ｉ ｎ Ｅｎｇ ｎ ｅ ｉ ｌｅ ｅ ｆ ｅ ｔ ｉａ ａ ｄ ｎｆ ｍ ｔｏ ｉ ｅ ｒｎｇ， ｕ ａ Ｕ ｎ ｖ ｒ ｉｙ，Ｃｈａ ｇ ｈａ Ｈ ｎ ｎ ｉｅ ｓｔ ｎ ｓ ４１ ０ ２， ０ ８
ｄｙ ｍｉ ｒ ｓ ｏｎｓ ．Ｔｈｅ ｃ ｎｔｏｌ ｒｎｃｐ ｅ ｆ ＶＰＷ Ｍ ｉ ｅ ｅ ｅ ｎａ ｃ ｅ ｐ ｅ ｏ ｒ ｐ ｉ ｉ ｌ ｏ Ｓ ｓ ｐｒ ｓ ｎｔ ｄ．Ａｐ ｉａ ｉｎ ｆ ｈｒ ｅ ｈａ ｅ ｏ ｔ ｇ ＰＷ Ｍ ｐｌ ｔｏ ｏ ｔ ｅ ｐ ｓ ｖ ｌａ ｅ ｃ ｒ ｃ ｉｉｒ ｉ ｉｕｓ ｅ ｅ ｔｆｅ ｓ ｄ ｓ ｓ ｄ．
三相电压型PWM整流器差值SVPWM算法的仿真研究
１ 三 相 电压 型 Ｐ ＷＭ 整流 器 的数 学模 型
三相 电压 型 Ｐ ＷＭ 整 流器 主电路 拓扑 结构 如 图 １ 所示 。 根据 电压 、 电流 基 尔霍 夫 定 律 可 以得 到 三 相 静止 坐标 系 （ 口 ， ｂ ， ） 中 的数 学方 程 为 ：
引 言
采用 Ｐ Ｒ调节 器 直接对 正 弦 电流信 号进行 控 制 ， 不需 要进 行 预测 量计 算 ， 在开关 频率 不高 的情 况下 可 以 实 现三 相 电压 型 Ｐ ＷＭ 整流 器 良好 的稳 态 和动 态性 能 。 此外 ， 采用 了差值 Ｓ ＶＰ ＷＭ 算 法 ， 该 方法 简化 了传统 Ｓ ＶＰ ＷＭ 算 法 ， 在 每个 控 制周 期 内计 算三 相 电压 差值 得到 基本 空 间矢量 的作 用 时间 ， 避免 了坐 标 变换 、 三 角
摘要 ： 建立 了三相电压型 Ｐ ＷＭ 整流器的数学模型 ， 控 制 系统 采 用
坐 标 系下 的 比例 谐 振 双 闭环 控 制 策 略 ， 实 现 了 交 流 电流
信号无静差跟踪指令值 。 采用 差值 Ｓ ＶＰ ＷＭ 算法在每个控制周期 内计算三相 电压差值得到基本空间矢量的作用时间 ， 避免 了
２ 比例 谐 振 双 闭环 控 制策 略
＝相 电 压 犁 ＰＷ Ｍ 罄 流 器 丰 电 路 拓 扑 结 构 及 比例 谐 振 双 闭 环 控 制 系 统 框 图 如 图 ２所 示 。
三 相 电压 型 Ｐ Ｗ Ｍ
电流 内环 组成 。电压外环 通 过 Ｐ Ｉ 调节 产 出指令 电流 ， 将 两 相 同步旋转 坐标 系 中的指
式 中， 。 ， ， Ｓ 分 别 为三相 桥臂 的开 关 函数 。 当开关 函数值 均为 １时 ， 对应 桥臂 的上 桥臂 开关管 导通 ， 下桥 臂 开关 管关 断 ； 当开关 函数 值 均为 ０时 ， 对应 桥臂 的下 桥臂 开关 管导通 ， 上 桥臂 开关 管关断 。 式（ １ ） 是 建 立在 三相 静 止 坐标 系 中的高 频 数学 模 型 ， 通 过变换 矩 阵式 （ ２ ） 可 以将 三 相静 止 坐标 系变 换 到
基于SVPWM三相逆变器在MATLAB下的仿真研究.doc
基于SVPWM 三相逆变器在MATLAB 下的仿真研究摘要：介绍了电压空间矢量脉宽调制控制算法的基本概念; 并简要介绍了利用多种实际矢量合成所需电压矢量的方法及具体的实现算法; 最后,利用 Matlab 的 Simulink 工具箱,建立了SVPWM 逆变器的仿真模型,通过仿真波形可知,该算法是正确的,并分析了逆变器输出的交流电压和电流的谐波。
关键词：SVPWM 、Simulink 、三相逆变器0 引 言电压空间矢量脉宽调制( Space Vector PWM,SVPWM) 控制技术,也称作磁链跟踪控制技术,它是从控制交流电动机的角度出发,最终目的是在电动机气隙空间形成旋转磁场,从而产生恒定的电磁转矩。
空间矢量脉宽调制方法依附其优越的性能指标、易于数字化实现等优点,自提出以来就成为研究的热点,不仅可以应用在各种交流电气传动系统中,而且在电力系统功率因数的调节以及各种利用清洁能源发电的分布式发电系统中都有很好的应用前景。
1 SVPWM 逆变器的原理1.1 电压空间矢量电压空间矢量是研究交流电动机三相电压与电动机旋转磁场关系而提出的虚构物理量。
在空间按 120°对称分布的三相电机定子绕组上施加三相对称电压()1)32sin()32sin(sin ⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫+=-==πωπωωt U u t U u t U u m c m b m a在定子绕组中即产生定子电流和磁通。
对单个绕组而言,产生的磁通是脉振的,它仅在固定的绕组轴线位置上有大小和方向的变化,但是在三相绕组的配合作用下,在电机的气隙中就产生了合成的旋转磁场。
电压和电流是时间变量,并没有空间的概念,但是电动机三相绕组产生的旋转磁场是空间和时间的变量,它的大小和空间位置随时间变化,一般以矢量表示。
时空变化的旋转磁场由三相电压产生,为了描述三相电压与电动机旋转磁场的关系,提出了电压空间矢量的概念。
电压空间矢量反映了三相电压综合作用的效果,三相电压与电压空间矢量的关系由 Park 变换来表示:)2()(322401200 j C j B j S e u e u e u u A ++=式中,u s 为电压空间矢量,u A 、u B 、u C 为三相相电压,2/3为变换系数,指数项表示了三相绕组的空间位置。
基于SVPWM的三相电压型PWM整流器的仿真设
本科毕业设计题目： 基于SVPWM 的三相电压型 PWM 整器的仿真设计学 院:专 业:学 号:****:****:日 期:二〇一五年六月摘要电力电子器件目前已广泛应用于人们日常生活和工业生产中，而常规整流环节通常广泛采用二极管整流电路和晶闸管相控整流电路，这些不可控和相控整流会对电网注入了大量谐波，污染电网，消耗无功功率，降低功率因数。
而三相电压型PWM整流器因其在保持输出电压恒定、提高系统功率因数、大幅降低谐波污染、能量绿色利用等方面具有明显优势，在有源滤波、无功功率补偿以及交直流传动系统等领域得到了越来越广阔的应用。
本文详细阐述了PWM整流器的工作原理，结合理论分析了主电路功率器件的选取，并建立了基于三相和两相静止坐标系以及两相旋转坐标系的低频数学模型。
选定本文主要研究对象为电压型三相桥式PWM整流器(三相VSR)。
电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)方式具有电压利用率高，电流谐波少等优点，因此对其基本原理和实现方法进行了详尽的讲解，并选择了其中谐波含量相对小的对称矢量排序策略。
为实现对网侧电流的独立控制，需对电流进行解耦控制。
通过综合分析与对比，选择dq坐标系下的双环反馈直接电流控制策略，极大的改善了系统的动态性能和稳定性，最后基于Simulink建立了的控制系统的仿真模型，验证了控制方案的可行性。
在三相电压型PWM整流器系统的Simulink仿真研究中，整个系统主要包括以下模块：主电路模块、SVPWM控制模块以及PI模块，通过对PI参数的不断调整校正，使整流器实现了较好的整流效果。
关键字： PWM整流； SVPWM调制；双环反馈；直接电流控制；仿真研究AbstractPower electronic devices are now widely used in People's Daily life and industrial production, while the conventional rectifier section usually widely consists of diode-rectifier circuit and phase-control thyristor rectifier, which injects large amounts of harmonics into the power networks and produces much contamination. It would reactive power consumption and lower power factor. The three-phase voltage-source PWM rectifier(VSR) have the characteristics of constant direct voltage, green power, power flow high power factor, small harmonic pollution, so they have more and more application perspective in active filtering, reactive-load compensation and motor control systems.The principle of PWM rectifier was introduced in details, analyzing the selection of power devices of main circuit combined with theoretical and constructing the low-frequency mathematical model based on the three-phase static coordinate system and the two-phase synchronous rotating coordinate system from the point of the topology of the main circuit. We select the three-phase bridge voltage type PWM rectifier as this major study. With the voltage space vectors pulse width modulation, we can get higher usage of the voltage, at the same time it can effectively reduce the current harmonics. In this paper, the principle of three- phase voltage space vector and the specific implementation were analyzed in details, choosing the symmetric vector sequencing strategy with relatively small harmonic content.In order to realize the independent control of the net side current, We have to get the current decoupled. The bicyclic directly current control scheme in dq rotation is selected, it makes the system more stable and faster response，and through the closed loop system simulation based on simulink to verify the feasibility of this current control scheme.In the research of the system of the three-phase voltage-source PWM rectifier based on simulink, establish the main circuit model, SVPWM simulate module and simulate model of PI control conditioner. The rectifier will achieve good rectifyingeffect by adjusting PI parameters calibration constantly.Key words：PWM rectifier；SVPWM modulation；Double loop feedback；Direct current control；Simulate research目录1 绪论 (1)1.1 课题的研究背景与意义 (1)1.1.1 谐波的危害和抑制 (2)1.1.2 PWM整流器国内外研究现状 (2)1.2 电压型PWM整流器的控制技术 (3)1.3 本文的主要研究内容和重点 (4)2 三相PWM整流器原理、控制策略与调制技术 (6)2.1 PWM整流器的基本原理 (6)2.2 PWM整流器的拓扑结构 (8)2.2.1 单相全桥PWM整流器拓扑结构 (8)2.2.2 三相半桥PWM整流器拓扑结构 (9)2.3 三相电压型PWM整流器的低频数学模型 (11)2.3.1 ABC静止坐标系下的低频数学模型 (11)2.3.2 两相旋转坐标系下的低频数学模型 (13)2.4 三相电压型PWM整流器的电流控制策略 (15)2.4.1 间接电流控制 (15)2.4.2 直接电流控制 (16)2.5 SVPWM调制技术基本原理 (17)2.6 本章小结 (19)3 三相电压型PWM整流器的建模和仿真 (21)3.1 SVPWM算法实现 (21)3.2 主电路参数设计 (26)3.2.1 直流电压的选择 (26)3.2.2 网侧电感值的设计 (27)3.2.3直流侧电容的设计 (27)3.3 电压空间矢量控制的三相VSR的仿真研究 (27)3.3.1 三相VSR电流解耦 (27)3.3.2三相VSR双环反馈PI参数设定 (29)3.3.3三相VSR整流状态下的仿真结果 (31)3.3.4 SVPWM与SPWM效果对比 (32)3.4 本章小结 (33)参考文献 (34)结论与展望 (35)致谢 (36)1 绪论从20实际30年代的水银整流器到1957年的第一支晶闸管再到如今的MCT(MOS控制晶闸管)、SIT(静电感应晶体管)及IGCT(静电感应晶体管)等等。
三相电压型PWM整流器设计与仿真(精)
1 绪论随着功率半导体器件技术的进步，电力电子变流装置技术得到了快速发展，出现了以脉宽调制（PWM）控制为基础的各种变流装置，如变频器、逆变电源，高频开关电源以及各类特种变流器等，电力电子装置在国民经济各领域取得了广泛的应用，但是这些装置的使用会对电网造成严重的谐波污染问题。
传统的整流方式会无论是二极管不控整流还是晶闸管相控整流电路能量均不能双向传递，不仅降低能源的利用率还会增加一定的污染，主要缺点是：1）无功功率的增加造成了装置功率因素降低，会导致损耗增加，降低电力装置的利用率等；2）谐波会引起系统内部相关器件的误动作，使得电能的计量出现误差，外部对信号产生严重干扰；3）传统的结构，能量只能单向流动，使得控制系统的能量利用率不高，不能起到节能减排的作用。
电网污染的日益严重引起了各国的高度重视，许多国家都已经制定了限制谐波的国家标准，国际电气电子工程师协会(IEEE)，国际电工委员会(IEC)和国际大电网会议(CIGRE)纷纷推出了自己的谐波标准。
国际电工学会于1988年对谐波标准IEC555-2进行了修正，欧洲制定IEC1000-3-2标准。
我国国家技术监督局也于1994年颁布了《电能质量公用电网谐》标准(GB/T 14549-93)，传统变流装置大多数已不符合这些新的标准，面临前所未有的挑战。
目前，抑制电力电子装置对电网污染的方法有两种：一是设置补偿装置。
通过对已知频率谐波进行补偿，这种方式适用于所有谐波源，但其缺点是只能对规定频率的谐波进行补偿，应用范围受限。
并且当受到电网阻抗特性或其他外界干扰，容易发生并联谐振，导致某些谐波被放大进而使滤波器过载或烧毁；而是对整流器装置本身性能进行改造，通过优化控制策略和参数设置，使网侧输入的电压和电流呈现接近于同相位的正弦波，实现单位功率因数运行即功率因数为1。
目前治理谐波和无功主要是采用功率因数校正技术(PFC技术)，由于PWM调制技术引入整流器中，使得整流器能够获得较好的直流电压并且实现网侧电流正弦化，PWM整流技术已经成为治理电网污染的主要技术手段。
三相电压型SVPWM整流器的SIMULINK建模与仿真
No.1
2007.1/2
船电技术 2007 年 第 1 期
三相电压型 SVPWM 整流器的 SIMULINK 建模与仿真
毛文喜 罗隆福
（湖南大学电气与信息工程学院，长沙 410082） 摘 要： 在建立了三相 PWM 整流器数学模型的基础上，将双闭环工程设计方法结合矢量控制策略应用于 SIMULINK 文章编号： 1003-4862（ 2007） 01-0023-04
2 三相VSR主电路结构及基本原理
三相 VSR 的主电路结构如 图 1 所示，主要包括 交流侧的电感、电阻、直流电容 以及由全控开关器 件和续流二极管组成的三相整流电路。 ea 、 eb、 ec为电源电压， RL为负载电阻。 开关器件按采用的调制方法动作，由于输入 电感的滤波作用，整流器交流侧的输入可认为是
Vol.27
No.1
2007.1/2
2π 2π ⎤ ⎡ 2 ⎢ cosωt cos(ωt − 3 ) cos(ωt + 3 ) ⎥ T abc→dq = 3 ⎢ 2π 2π ⎥ ⎢− sinωt − sin(ωt − ) − sin(ωt + )⎥ 3 3 ⎦ ⎣
将以上变换作用于 (1)式，则得到整流器在两 相同步旋转 d-q 坐标系下的数学模型为：
PWM 整流器。 通过 MATLAB 的 SIMULINK 工具箱得到系统仿真结果， 验证了该模型和控制方法的可行性。 关键词： PWM 数学模型 空间矢量 中图分类号： TM 461.5 文献标识码： A
The Modeling and Simulation of Three-phase Voltage SVPWM Rectifier
4 空间矢量合成原理
三相 VSR 不同开关组合时的交流侧电压可以 用一个模为 2Udc/3 的空间电压矢量在复平面上表 示出来，由于三相 VSR 开关是双电平控制，其空 间电压矢量只有 23=8种，且 U0(0， 0， 0)、 U7(1， 1， 1)为零矢量 [4]。 空间矢量 PWM控制是通过分配
三相电压型PWM整流器仿真课程设计
第1章绪论1.1PWM整流器概述随着电力电子技术的发展，功率半导体开关器件性能不断提高，已从早期广泛使用的半控型功率半导体开关，如普通晶闸管(SCR)发展到如今性能各异且类型诸多的全控型功率开关．如双极型晶体管(BJT)、门极关断晶闸管(GTO)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、集成门极换向晶闸管(IGcT)、电力场效应晶体管(MOSFET) 以及场控晶闸管(McT)等。
而20世纪90年代发展起来的智能型功率模块(IPM)则开创了功率半导体开关器件新的发展方向。
功率半导体开关器件技术的进步，促进了电力电子变流装置技术的迅速发展，出现了以脉宽调制(PWM)控制为基础的各类变流装置，如变频器、逆变电源、高频开关电源以及各类特种变流器等，这些变流装置在国民经济各领域中取得了广泛应用。
但是，目前这些变流装置很大一部分需要整流环节以获得直流电压，由于常规整流环节广泛采用了二极管不控整流电路或晶闸管相控整流电路．因而对电网注入了大量谐波及无功，造成了严重的电网“污染”。
治理这种电网“污染”最根本措施就是，要求变流装置实现网侧电流正弦化且运行于单位功率因数。
因此，作为电网主要“污染”源的整流器，首先受到了学术界的关注，并开展了大量研究工作。
其主要思路就是将PWM 技术引入整流器的控制之中，使整流器网侧电流正弦化且可运行于单位功率因数。
根据能量是否可双向流动，派生出两类不同拓扑结构的PWM整流器，即可逆PWM 整流器和不可逆PWM整流器。
本论文只讨论能量可双向流动的可逆PWM整流器及控制策略，以下所称PWM整流器均指可逆PWM整流器。
第2章PWM整流器的拓扑结构及工作原理2.1PWM整流器原理概述从电力电子技术发展来看，整流器是较早应用的一种AC／DC变换装置。
整流器的发展经历了由不控整流器(二极管整流)、相控整流器(晶闸管整流)到PWM 整流器(可关断功率开关)的发展历程。
传统的相控整流器，虽应用时间较长，技术也较成熟，且被广泛使用，但仍然存在以下问题：(1) 晶闸管换流引起网侧电压波形畸变；(2) 网侧谐波电流对电网产生谐波“污染”；．(3) 深控时网侧功率因数降低；(4) 闭环控制时动态响应相对较慢。
基于SVPWM三电平整流器的设计与研究
基于SVPWM三电平整流器的设计与研究作者：谭姗姗来源：《科学导报·科学工程与电力》2019年第40期【摘; 要】以提升机的整流装置为研究背景，从通用性出发，重点针对大功率发射机功率因数低的问题，开发包括整流器在内的新型电力电子变流装置，使其在使用时既不产生谐波，也不消耗无功功率，即在整流电路工作时，使输入侧的电流正弦化，输入功率因数为1或者接近于1，能量实现双向流动，真正实现绿色电能的转换，因此研究这样一种特种电源具有重要的实用意义。
【关键词】三电平整流器;SVPWM;控制技术;中点平衡由于电力电子器件、高精度高速运算芯片、实时仿真及控制等技术的飞速发展，各类电力电子装置正广泛地应用于交直流可调电源、电力供电系统、电气传动控制与电化学生产等领域给人们带来了一系列的新问题：无功和谐波对电网的污染日益严重，环境逐渐恶化，能源也越来越匱乏。
在这个背景下，随着多电平技术的发展和日趋成熟，对三电平整流器的研究近年来成为热点，提高电网的功率因数，消除电网谐波污染，已成为整流器技术发展的趋势。
随着科学技术的迅猛发展，大量的非线性电力电子变流装置在现代工业、交通、国防、生活等领域得到广泛应用，如交直流换流设备、整流器以及输入端为整流电路的变频器和不间断电源等，它们完成了对电能进行变换处理的任务，使得用电设备处于比较理想的工作状态，或者满足负荷某些特殊的要求，从而获得最大的经济效益。
当今，经过变换处理后再供用户使用的电能在全国总发电量中所占的百分比，已经成为衡量一个国家技术进步的主要标准之一[1]。
然而，这些非线性负荷设备在传递、变换、吸收过程中把部分基波能量转换成谐波能量，造成交流输入电压、电流发生畸变，向系统中注入高次谐波，使输入功率因数降低，电能质量下降，对电力系统包括用户的安全、经济运行产生严重的危害和影响，甚至造成电力设备的损坏，干扰保护产生误动，引发电力系统大面积停电等事故。
随着电力电子的迅猛发展，这些变流装置的应用场合和容量无疑都将日益增长，其产生的谐波和危害也日益严重，因此抑制谐波污染引起世界各国的高度重视，具有十分重要的研究意义。
基于SVPWM技术的三相电压型整流器的控制研究
，
另外两 条矢量 （ ０， （ １由于模 为零 而被 称为零 矢量 。 ０） ０ １） １
扣ｌ ， ０ ２１口 （ｌ 】
２ＳＰ 的基本原理 、Ｖ删
电压 空 间矢 量脉 宽调 制 （ｐ ｃ － ｅ ｔｒ Ｐ ｌ ｅ Ｗ ｄ ｈ ｏｕ ａ Ｓ ａ ｅ Ｖ ｃ ｏ ｕ ｓ ｉｔ Ｍ ｄ ｌ— ｔｏ ， ｉｎ 简称 ｓ Ｐ Ｍ 是 ８ Ｖ ｗ ） Ｏ年代 中期 国外学者在交 流 电机调速 中提出 ， 由磁 通轨迹控制思想发展而来 的， 其物 理概念清晰 ， 算法 简单且适合数字化方 案。 其思路是把互差 １０度作正弦变化的三相 电压看作 由一个在 空间进行 ２ 旋 转 的 矢量 分 解 而 成 。 电 压 空 间矢 量 法 是 从 电动 机 的角 度 出发 ， 眼 于 如 何 使 电机 获 得 恒 定 着 的 圆形 磁 场 ， 正 弦磁 通 。它 以三 相 正 弦 波 电压 供 电时 交 流 电机 的 理 想 圆 即 形磁通轨迹为基准 ， 用逆变器不 同的开关模式产生的实际磁通去逼进基准 磁通 圆， 从而达到较高的控制性能， 使得电机 具有较好的调速性能。 三相半 桥 Ｖ Ｒ拓扑结构如图 １ Ｓ 所示 。
【 关键词】 ＳＰ Ｖ￣Ｉ 电压
整流器
１引言 、 传统的 Ｐｊ 控制技术多用于两电平 电路 的驱动控 制， １４ 『 ］ １ 其主要方 法是正 弦脉 宽调制 （Ｐ Ｍ ， ｓ ｗ ） 调制波 为正弦波， 依靠三角载波 和调制波的 比较得 出 交点实施控制 ， 电压利用率低 ， 其 谐波含量大 。 随着微处理器技术的发展 而 和 多 电平 电路 的 出现 ， 现 出 很 多新 的控 制 方 法 ， 涌 如优 化 Ｐ Ｍ方 式 、 环 电 Ｗ 滞 流 控 制方 式 、 间 电 压 矢 量控 制 方 式 等 等 。 中 ， 间 电 压 矢 量控 制通 过 合 空 其 空 理 地 选择 、 安排 开 关 状 态 的 转 换 顺 序 和通 断 持 续 时 间 ， 变 多个 脉 冲 宽 度 改 调制电压 的波形宽度及其组合 ， 达到较好的控 制。其中，Ｖ Ｗ ＳＰ Ｍ技术具有 电 压利用率高 、 谐波含量 小、 大大改善 了系统的静态和动态性能， 具有结构简 单、 容易实现、 控制精度高等特点。
SVPWM三相电压型逆变器的仿真研究
ＳＰ Ｖ ＷＭ 三 相 电压 型 逆 变 器 的 仿 真 研 究
闰大新 ，于雁 南 ，姜 华
（ 黑龙 江科 技 学 院 电气 与 信 息 工 程 学 院 ， 龙 江 哈 尔 滨 黑 １０ ２ ） ５０ ７
摘
要 ：以 三相 电压 型 逆 变 器 为 基 础 ， 据 空 间 矢 量 脉 宽 调 制 （ Ｖ ＷＭ） 本 原 理 详 细 分 析 研 究 了 电压 矢 量 作 用 时 根 ＳＰ 基
配不 当， 间矢量 调制 产生 的将 不是 正 弦波 ， 空 如
果 在 实 现 数 字 化 控 制 之 前 ， 用 仿 真 处 理 方 法 对 采 ＳＰ Ｖ ＷＭ 控 制 规 律 进 行 仿 真 ， 为 数 字 控 制 器 的 可
实现提供参考。 在相 关 资 料 介 绍 中 ＳＰ Ｖ ＷＭ 一 般 采 用
闫大 新 ， ：Ｖ ＷＭ 三 相 电压 型 逆 变 器 的 仿 真 研 究 等 ＳＰ
５ ７
中 的 Ｍ 文 件 编 程仿 真 ， 仅 算 法 清 晰 ， 便 灵 活 ， 不 方 容 易 找 出 仿 真 中存 在 的 问 题 ， 且 执 行 效 率 高 ， 而
仿 真 中所 编 写 的 大 部 分 程 序 经 过 修 改 后 可 直 接 移植 到数 字 控 制 器 中 ， 高 了 开 发 效 率 。本 文 中 提
作用 时 间 ， ｔ 设 和 ｔ ：为
ｗ
和
的作 用 时 间 ，
为 开 关 周 期 ， 据 图 ３， 相 关 电 压 矢 量 应 根 则
满足：
ｔ ｌ
＝
ｎ
逆 变器 分 为 ８种开 关状 态 ， 由于每 相桥 臂 上 下 两个
开 关 为互 补 ， 以可 用 开 关 Ｓ ， Ｓ 的状 态 描 述 ８ 所 ，Ｓ ， 个 合成 基 本 矢 量 ， 中 ６个 为 非 零 矢 量 ， 值 为 其 幅 ２ Ｄ／ ， Ｖ ３ 相位 依 次 相 差 ６ ℃ ， ０ ２个 为零 矢 量 ， 图 ２ 如 所 示 。逆 变器 开关 状 态按 逆 时针 变换 ， 形 成 的 电 则 压 空 间矢 量轨 迹为 正 六 边 形 ， ６个基 本 电压 空 间矢 量 将平 面 分 成 ６个 扇 区 。在 不 同 扇 区 内合 成 矢 量 的矢 量 不 同 ， 用 时 间 也 不 同 。为 了判 断 ￡ 作 ， 所 在 扇 区 和作 用 时 间 ， 在取 一３坐 标 系 为 基本 坐 ／ 标 系 的 同 时 ， 立 相 差 １０Ｃ的 Ａ Ｂ 坐 标 系 及 建 ２￣ Ｃ
三相电压型SVPWM整流器的研究与设计
ｄｉ ｃ
。
电压的基波峰值为√ ／ ， ３ 如 ２ 交流侧三相对称系统电压合成
矢量 幅值为 ３ ／ 即： ２，
任何瞬间总有三个开关管导通 ， 对直 流侧 电容正极节点 处应用基尔霍尔电流定律 ， ： 得
，
Ｔ ～Ｔ 为整流器功率开关管 ＩＢ 。Ｒ 为整流器直流侧的 １ ６ ＧＴ ｏ
负载。￡， 分别为交流侧滤波 电感值和等效 电阻。三相 电 Ｒ 压型 Ｓ Ｐ Ｖ ＷＭ整 流器的数 学模 型 是采 用开 关 函数 描述 的数 学模 型 ， 三相 整流桥开关 函数 Ｓ定义为 ： 对
ｒ （ 桥臂开关导通 ， １ 上 下桥臂开关关 断 ） …
关键词 ：Ｖ ＷＭ 整 流器 ；系统参数 ；设计 ＳＰ
中图分类号 ：Ｍ ６ Ｔ ４ 文献标 识码 ： Ａ
Ｏ 引 言
随着科学 技术的迅猛发 展 ， 三相桥 式全控制整流 器在 国 民生产 中的作 用也非常重要 。然 而 ， 这些非线性 负荷设 备在 传递 、 变换 、 吸收过程中把部分基 波能量转换成谐 波能量 ， 造
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由式 （４ ： ３ ６，
图 １ 三 相 电压 型 Ｓ Ｐ Ｍ 全 控 桥 式 整 流 器 主 电路 ＶＷ
出＝（ 。 Ｓ ＋ Ｓ ＋ ６ Ｓ）
ＮＯ — — — — 一 ’
（） ７
电压型 Ｓ Ｐ Ｖ ＷＭ 整 流 器 由交 流 侧 电 压 源、 相 滤 波 电 三
基于Simulink的三相逆变SVPWM的仿真实现
Simulink 是MTALAB 最重要的组件之一，它提供一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境。
在实际设计之前利用Simulink 进行仿真不仅可以降低设计成本，还能及时发现设计中存在的问题，加以改正。
本文给出了基于Simulink 的SVPWM控制策略仿真的全过程和结果。
1SVPWM 的原理介绍SVPWM ，即空间电压矢量控制法，它的主要思想［1］是以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准，以三相逆变器不同开关模式作适当的切换，从而形成PWM 波，以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。
传统的SPWM 方法从电源的角度出发，以生成一个可调频调压的正弦波电源，而空间电压矢量控制法将逆变系统和异步电机看作一个整体来考虑，模型比较简单，也便于微处理器的实时控制。
相比于传统的SPWM 法，SVPWM 有如下特点［2］：1）在每个小区间虽有多次开关切换，但每次开关切换只涉及一个器件，所以开关损耗小。
2）利用电压空间矢量直接生成三相PWM 波，计算简单。
3）逆变器输出线电压基波最大值为直流侧电压，比一般的SPWM 逆变器输出电压高15％SVPWM 控制的实现［3］通常有以下几步：（1）坐标的变换三相逆变系统有三组桥臂，设a 、b 、c 分别表示三组桥臂的开关状态，上桥臂导通下桥臂关断时其值为1，反之则为0。
那么可以得到三相逆变器输出的相电压和线电压之间的关系如下：V a V b V c 22222222＝V dc 2－1－1－12－1－1－1222a b 22c（1）其中，V dc 为逆变桥直流电压，令U＝[a ，b ，c]表示一个矢量，当a 、b 、c 分别取1或者0的时候，该矢量就有8中工作状态，分别为[0，0，0]，[0，0，1]，[0，1，0]，[0，1，1]，[1，0，0]，[1，0，1]，[1，1，0]，[1，1，1]，如果我们用U 0和U 7表示零矢量，就可以得到6个扇区，三相控制可以用一个角速度为W＝2πF 的空间矢量电压U 表示，当U 遍历圆轨迹时，形成三相瞬时输出电压，理论证明，当U 落入某一扇区后，用该扇区两边界矢量和零矢量去合成U 可以得到最佳合成效果。
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题目： 基于 SVPWM 的三相电压型 PWM 整流器的仿真
学 专 学
院: 业: 号:
信息科学与工程学院 自动化 201104134174 蔡鹏飞 王斌 二〇一五年六月
学生姓名: 指导教师: 日 期:
武汉科技大学本科毕业设计
摘
要
在常规整流环节中， 我们普遍用到的电力电子器件有两种：一种是不可控器 件二极管；另一种是晶闸管。这两种器件由于其控制方式的缺陷，会使得电网谐 波含量过高，产生大量无功损耗，从而导致功率因数无法提高。而三相电压型 PWM 整流器因其在保持输出电压恒定、 提高系统功率因数、 大幅降低谐波干扰、 能量绿色利用等方面具有明显优势，从而成为整流装置的重要发展方向。 本文在详尽了解三相电压型 PWM 整流器(VSR)的工作原理后， 把电流谐波 相对较少的空间矢量脉宽调制技术 (SVPWM) 选定为贯穿全文上下的主要调制 方式，并提出了 dq 坐标变换下的直接电流控制策略。然后建立模型对系统处于 满载、空载和负载突变三种不同状态下的性能指标进行 仿真研究，以验证 SVPWM 的实际控制效果。最后通过与 SPWM 控制方式进行对比，说明两者的 各自的优缺点。 分析最终的仿真波形，我们可以得到以下结论：SVPWM 调制技术作为传统 SPWM 技术的改进与变型，应用于整流装置时拥有更为优越的整流性能，并且 对网侧电流谐波的抑制效果更好，直流电压纹波更少，是一种在当今时代比较先 进的 PWM 控制技术。
Key words：
feedback；
PWM rectifier； Simulation
SVPWM modulation；
Double loopቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
II
武汉科技大学本科毕业设计 目
1.1
录
1 绪论.......................................................................................................................................1 课题的研究背景与意义............................................................................................. 1 1.1.1 1.2 1.3 2.1 2.2 谐波的危害和抑制........................................................................................... 1 1.1.2 PWM 整流器国内外研究现状 ........................................................................ 1 电压型 PWM 整流器的控制技术 ............................................................................. 2 本文的主要研究内容和重点..................................................................................... 3 PWM 整流器的基本原理 .......................................................................................... 4 PWM 整流器的拓扑结构 .......................................................................................... 7 2.2.1 2.2.2 2.3 2.3.1 2.3.2 2.4 2.4.1 2.4.2 2.5 2.6 3.1 3.2 单相全桥 PWM 整流器拓扑结构 ................................................................... 7 三相半桥 PWM 整流器拓扑结构 ................................................................... 8 ABC 静止坐标系下的低频数学模型 ........................................................... 10 两相旋转坐标系下的低频数学模型............................................................. 12 间接电流控制................................................................................................. 15 直接电流控制................................................................................................. 15
三相电压型 PWM 整流器的电流控制策略 ........................................................... 15
SVPWM 调制技术基本原理 ................................................................................... 16 本章小结................................................................................................................... 18 SVPWM 仿真模块的搭建及验证 ........................................................................... 20 主电路参数设计....................................................................................................... 27 3.2.1 3.2.2 3.2.3 直流电压的选择和负载计算......................................................................... 27 网侧电感值的设计......................................................................................... 28 直流侧电容的设计......................................................................................... 28 三相 VSR 电流解耦 ....................................................................................... 28 三相 VSR 双环反馈 PI 参数设定 ................................................................. 30 三相 VSR 各模块仿真模型 ........................................................................... 32 三相 VSR 整流状态下的仿真结果与分析 ................................................... 34 SVPWM 与 SPWM 效果对比 ....................................................................... 38
2 三相 PWM 整流器原理、控制策略与调制技术 ...............................................................4
三相电压型 PWM 整流器的低频数学模型 ........................................................... 10
关键字： PWM 整流； SVPWM 调制； 直接电流控制； 仿真
I
武汉科技大学本科毕业设计
Abstract
In the conventional rectification, there are two kinds of power electronic devices, one is uncontrolled and the other is SCR. Because of the defects of the two devices, the harmonic content of the power network is too high, and the power factor can't be improved. And the three-phase voltage type PWM rectifier because of the in keeping constant output voltage and improve the power factor of the system, greatly reduced harmonic interference, green energy use has obvious advantages, has become an important development direction of the rectifier. After understanding the working principle of three-phase voltage type PWM rectifier (VSR) in detail, the harmonic current relatively less space vector pulse width modulation (SVPWM) selected to run through the full text of the main ways of modulation, and puts forward the dq coordinate transformation under the direct current control strategy. Then, the model is built to simulate the performance of the system in three different states of load, no-load and load mutations, and to verify the actual control effect of SVPWM. Finally, the advantages and disadvantages of the two are compared with the SPWM control. Analyzing the final simulation waveforms, we can get the following conclusions: as the traditional SPWM technology improvement and modification, the application of SVPWM modulation technology in rectifying device have more superior performance of the rectifier, and the grid side current harmonic inhibition effect is better, less of the DC voltage ripple is a when the PWM control technology in this era of more advanced.