单周期控制高功率因数整理器研究
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
编辑ppt
单周期控制三相PWM 整流器仿真研究
★1：设计目的 ★2：参数设定 ★3：仿真模块 ★4：波形分析
编辑ppt
1：设计目的
（1） 直流母线输出电压无静差。 （2）抵抗负载扰动的能力。 （3）具有动态响应快，实现了单位功率因 数整流和逆变过程。
编辑ppt
1：电路的参数设计
输入交流电压：60V 输出电压：90V 输入频率：50Hz 开关频率：20KHz 滤波电感：2.5mH 滤波电容：2200 uf 负载电阻：100Ω
编辑ppt
vs and is
Vc/V
60 40 20
0 -20 -40 -60
0.2
0.25
0.3 t/s
vs is
0.35
负载突增时输入电压和电流
100
80
60
40
20
0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
t/s
负载突增时输出电压
编辑ppt
vs and is Vc/V
60 vs
40
is
20
0
-20
-40
-60
0.2
0.25
0.3
0.35
t/s
负载突减时输入电压和电流
100
80
60
40
20
0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
t/s
负载突减时输出电压
编辑ppt
小结：在负载突增和突减情况下，单 周期控制策略具有抵抗负载扰动的能 力。输出电压经过0.15s电压闭环调 节后稳定在90V，实现了输出电压无 静差的要求。输入电流严格跟随输入 电压变化，实现了单位功率因数整流 过程。设计目的2得以达到。
编辑ppt
结论
★单周期控制三相PWM整流器达到 预期效果
★实现输入电流严格跟随电压 ★输出电压稳定 ★保证输入功率因数 PF=1。
编辑ppt
编辑ppt
单周期控制高功率 因数整理器研究
专业班级： 电气08-1班 学生姓名： 陈贞吉 指导教师： 刘松斌
编辑ppt
本文的主要工作
（1）课题研究意义 （2）单周期控制概念，原理 （3）提出单周期控制三相PWM整流器的预期 实验效果，用MATLAB进行仿真，验证其正确 性 （4）总结
编辑ppt
课题研究意义
编辑ppt
2：仿真模块
编辑ppt
3：波形分析
vs and is PI regulator output/V
60 40 20
0 -20 -40 -60
0.1
vs is
0.12
0.14
0.16
0.18
0.2
t/s
输入电压和电流波形
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
t/s
调节器输出信号
编辑ppt
编辑ppt
vs and is Vc/V
60 is
40
vs
20
0
-20
-40
-60
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
t/s
整流到逆变时输入电压和电流
100 90 80 70 60 50 40 30 0
0.1
0.2
0.3
0.4
t/s
整流到逆变时输出电压
编辑ppt
小结：变换器整流到逆变过程，负载在0.2s 时制动能量使直流母线电压发在回馈制动状 态，制动能量通过加载驱动器回馈给直流母 线电容上，导致直流母线电压的泵升，制动 能量的快速处理并有效地回收利用，对于提 高加载系统的加载频宽具有重要的意义。采 用单周期控制策略具有动态响应快，实现了 单位功率因数整流和逆变过程。设计目的3得 以达到。
output voltage error/V Vc/V
100 80 60 40 20 0 -20 0
0.1
0.2
0.3
0.4
t/s
电压误差信号
100 80 60 40 20 0 0
0.1
0.2
0.3
0.4
t/s
直流母线输出电压
编辑ppt
小结：保证了输入电流具有很好的 正弦度。同时，输出电压没有超调 且平滑性好，PI调节器输出稳定的 控制电压，电压误差信号输出为零， 实现了直流母线输出电压无静差的 要求，设计目的1得以达到。。
★非线性负载的电力电子装置在电网中得 到广泛应用产生大了大量电流谐波 ★寻求更加简单的控制策略， ★谐波分量很高，功率因数极其低 ★降低电流谐波含量，提高功率因数，
使功率因数接近于1
编辑ppt
单周期控制概念及原理
概念：
OCC技术是通过控制开关的占空比，使每个开关 周期中开关变量的平均值严格等于或正比于控制参考量。 平均输入电流跟踪参考电流且不受负载电流的约束，输 入电流不会发生畸变的一种非线性大信号PWM控制理 论，也是一种模拟PWM控制技术。
编辑ppt
控制原理
单周期控制降压变换器原理图
编辑ppt
过程：
★a：由控制器以恒定频率产生开通脉冲开通开关
★b：二极管 V D 的电压V S 经积分器后输出电压Vinf ★c：当Vinf 达到给定电压V ref 时比较器输出翻转，控制
器发出关断信号出的复位信号使积分器复位至关断开关 ★d：与此同时，控制器发零，为下一周期做好准备。
单周期控制三相PWM 整流器仿真研究
★1：设计目的 ★2：参数设定 ★3：仿真模块 ★4：波形分析
编辑ppt
1：设计目的
（1） 直流母线输出电压无静差。 （2）抵抗负载扰动的能力。 （3）具有动态响应快，实现了单位功率因 数整流和逆变过程。
编辑ppt
1：电路的参数设计
输入交流电压：60V 输出电压：90V 输入频率：50Hz 开关频率：20KHz 滤波电感：2.5mH 滤波电容：2200 uf 负载电阻：100Ω
编辑ppt
vs and is
Vc/V
60 40 20
0 -20 -40 -60
0.2
0.25
0.3 t/s
vs is
0.35
负载突增时输入电压和电流
100
80
60
40
20
0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
t/s
负载突增时输出电压
编辑ppt
vs and is Vc/V
60 vs
40
is
20
0
-20
-40
-60
0.2
0.25
0.3
0.35
t/s
负载突减时输入电压和电流
100
80
60
40
20
0
0
0.1
0.2
0.3
0.4
t/s
负载突减时输出电压
编辑ppt
小结：在负载突增和突减情况下，单 周期控制策略具有抵抗负载扰动的能 力。输出电压经过0.15s电压闭环调 节后稳定在90V，实现了输出电压无 静差的要求。输入电流严格跟随输入 电压变化，实现了单位功率因数整流 过程。设计目的2得以达到。
编辑ppt
结论
★单周期控制三相PWM整流器达到 预期效果
★实现输入电流严格跟随电压 ★输出电压稳定 ★保证输入功率因数 PF=1。
编辑ppt
编辑ppt
单周期控制高功率 因数整理器研究
专业班级： 电气08-1班 学生姓名： 陈贞吉 指导教师： 刘松斌
编辑ppt
本文的主要工作
（1）课题研究意义 （2）单周期控制概念，原理 （3）提出单周期控制三相PWM整流器的预期 实验效果，用MATLAB进行仿真，验证其正确 性 （4）总结
编辑ppt
课题研究意义
编辑ppt
2：仿真模块
编辑ppt
3：波形分析
vs and is PI regulator output/V
60 40 20
0 -20 -40 -60
0.1
vs is
0.12
0.14
0.16
0.18
0.2
t/s
输入电压和电流波形
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
t/s
调节器输出信号
编辑ppt
编辑ppt
vs and is Vc/V
60 is
40
vs
20
0
-20
-40
-60
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
t/s
整流到逆变时输入电压和电流
100 90 80 70 60 50 40 30 0
0.1
0.2
0.3
0.4
t/s
整流到逆变时输出电压
编辑ppt
小结：变换器整流到逆变过程，负载在0.2s 时制动能量使直流母线电压发在回馈制动状 态，制动能量通过加载驱动器回馈给直流母 线电容上，导致直流母线电压的泵升，制动 能量的快速处理并有效地回收利用，对于提 高加载系统的加载频宽具有重要的意义。采 用单周期控制策略具有动态响应快，实现了 单位功率因数整流和逆变过程。设计目的3得 以达到。
output voltage error/V Vc/V
100 80 60 40 20 0 -20 0
0.1
0.2
0.3
0.4
t/s
电压误差信号
100 80 60 40 20 0 0
0.1
0.2
0.3
0.4
t/s
直流母线输出电压
编辑ppt
小结：保证了输入电流具有很好的 正弦度。同时，输出电压没有超调 且平滑性好，PI调节器输出稳定的 控制电压，电压误差信号输出为零， 实现了直流母线输出电压无静差的 要求，设计目的1得以达到。。
★非线性负载的电力电子装置在电网中得 到广泛应用产生大了大量电流谐波 ★寻求更加简单的控制策略， ★谐波分量很高，功率因数极其低 ★降低电流谐波含量，提高功率因数，
使功率因数接近于1
编辑ppt
单周期控制概念及原理
概念：
OCC技术是通过控制开关的占空比，使每个开关 周期中开关变量的平均值严格等于或正比于控制参考量。 平均输入电流跟踪参考电流且不受负载电流的约束，输 入电流不会发生畸变的一种非线性大信号PWM控制理 论，也是一种模拟PWM控制技术。
编辑ppt
控制原理
单周期控制降压变换器原理图
编辑ppt
过程：
★a：由控制器以恒定频率产生开通脉冲开通开关
★b：二极管 V D 的电压V S 经积分器后输出电压Vinf ★c：当Vinf 达到给定电压V ref 时比较器输出翻转，控制
器发出关断信号出的复位信号使积分器复位至关断开关 ★d：与此同时，控制器发零，为下一周期做好准备。