基于空间矢量调制的直接功率控制PWM整流器研究

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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

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。

基于改进空间矢量的新型电流型PWM整流器的研究

基于改进空间矢量的新型电流型PWM整流器的研究

Vo . 5,No. 12 2
Ap r.2 0 06
基 于 改进 空 间矢 量 咏龙 ,肖 淼 ,李 亚斌
( 北 电力 大学 , 河 北 保 定 0 10 ) 华 7 0 3
摘 要 :本 文研 究 了一种新 的具 有 P WM调 制 功 能的 电流 型 整流 器( S 的拓 扑 结构 . C R) 分析 了该 电路
L2
流器 的开关器 件 , 实 现 单 位 功 率 因数 和 网侧 电流 可 的低谐 波 畸变率 。但 由于高 压 大 功 率 I B G T的成 本
较高 , 且需要 每个 桥 臂 都 串 联 大 功 率快 速 恢 复 二 极

管 , 仅增 加 了主 电路 的复杂性 和 成本 , 不 而且 增 加 了
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第2 5卷 第 2期 20 06年 4月
电 工 电 能 新 技 术
A v n e e h oo o lcr a E g e r g a d E e d a c d T c n l  ̄ fE e t c l n i ei n n i n n
量, 仿真及 实验 结果验 证 了采 用改进 控制 策略 的新 型 电流 型整 流 器的 工作性 能 。
关键 词 : WM 整流 器 ;电流 型 ; uk斩 波 ;空 间 矢量脉宽 调制 P Bc
中图 分 类 号 : M 6 T 41 文 献 标 识 码 :A 文章 编 号 : 0337 (06 0—0 7 5 10 .06 20 )206 — 0
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PWM整流器控制策略研究与实现

PWM整流器控制策略研究与实现

PWM整流器控制策略研究与实现一、本文概述随着电力电子技术的快速发展,脉冲宽度调制(PWM)整流器在电力系统中扮演着日益重要的角色。

PWM整流器以其高效、可靠和灵活的特性,在电能质量提升、能源节约和环保等方面具有显著优势。

因此,研究和实现PWM整流器的控制策略,对于提高电力系统的稳定性和效率具有重要意义。

本文旨在深入研究和探讨PWM整流器的控制策略,包括传统的控制方法以及新兴的控制策略。

我们将概述PWM整流器的基本原理和工作特性,为后续的控制策略研究提供理论基础。

我们将详细介绍传统的PWM整流器控制方法,如电压控制型PWM整流器和电流控制型PWM 整流器,并分析其优缺点。

在此基础上,我们将进一步探索新兴的控制策略,如基于预测控制的PWM整流器、基于智能算法的PWM整流器等,以期在提高PWM整流器性能、优化系统效率和增强系统稳定性方面取得突破。

本文将通过具体的实验和仿真研究,验证所提出控制策略的有效性和可行性。

通过对比实验数据和分析结果,我们将评估不同控制策略在实际应用中的表现,为PWM整流器的设计和优化提供有力支持。

本文的研究成果将对PWM整流器的进一步发展和应用推广具有重要的指导意义。

二、PWM整流器控制技术基础脉冲宽度调制(PWM)整流器控制技术是现代电力电子领域中的一种重要技术,其核心在于通过控制开关管的导通与关断时间,实现对整流器输出电压或电流的精确控制。

PWM整流器控制技术的基础在于对整流器工作原理、PWM调制原理以及控制策略的理解与掌握。

PWM整流器的工作原理基于电力电子变换器的基本思想,通过控制开关管的通断,实现对整流器输出电压或电流的调节。

与传统的线性整流器相比,PWM整流器具有更高的效率、更好的动态响应能力以及更强的抗干扰能力。

PWM调制原理是PWM整流器控制技术的核心。

PWM调制通过改变开关管在一个周期内的导通时间(即脉冲宽度),从而实现对整流器输出电压或电流的精确控制。

PWM调制具有简单、易实现、调节范围宽等优点,因此在电力电子领域得到了广泛应用。

基于空间电压矢量的三相电压型PWM整流器的研究

基于空间电压矢量的三相电压型PWM整流器的研究



T 封
2 空 间电压 矢量 ( V WM) 制原 理 SP 控
斗,
2 1 扇 区 判 断 . 由图 1 根据功率管不同的开通 和关 断状态 , 整流 器有 8



种导通模 式 , 对应 8个 空 间 电压矢 量状 态 ( 0 00—11 , 1 ) 矢
量 分 布 如 图 3所 示 。
‰ =一
() 3
分析 P WM整流器要从其数学模 型人手 , 推导整 流器 的数 在 学模 型之前 , 先作 出以下假设 : 1 )忽略分布参 数的影响 ;
2 )三 相 电 源 为 理 想 电 压 源 ;

3 )主回路 等效 电阻和电感相等 ;
4 )忽略功率器件的导通压降和开关损耗 ;
中图分类号 :M 6 T 41
文献标识码 : A
0 引言
随着电力电子装 置在各个领 域的广泛应用 , 中大量低 其 功率因数的不控整流设备 只能实现能量的单向传输 , 并且对 电网的谐波污染 十分严 重 。而新 型 P WM 整流 装置具 有高 功率因数 、 输入 电流 波形 为正 弦 、 低谐 波 污染 、 能量双 向流 动、 小容量储能环节和恒定 直流 电压控 制等优点 , 正实现 真
了“ 色 电能 变 换 ” 在 电 力 系 统 有 源 滤 波 、 功 补 偿 、 阳 绿 , 无 太 能 发 电 以及 交 直 流传 动系 统 等 领 域 , 来 越 具 有 广 阔 的 应 用 越 前 景 0 , 中 S P 其 J V WM ( 间矢 量 调 制 ) 具 有 直 流 电 压 利 空 因
律 , 以列 写 如 下 方 程 : 可
三相静 止坐标系 下 的数 学模型物理 意义清 晰、 观 , 直 但 由于整流器交流侧均为时变交流量 , 不利于控制系统的设 计 。三 相静止 坐标系到两 相静 止坐标系的变换矩 阵 c s 2 3/ s ,

基于空间矢量控制的PWM整流器建模与仿真

基于空间矢量控制的PWM整流器建模与仿真
姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨 姨
Vβ 为 V* 在 а 、 β 轴上的坐标值,定义以下变 设Vα、 A=Vα
%
B= 姨 3 Vα-Vβ
%
C=- 姨 3 Vα-Vβ
令H=sgn(A)+2sgn(B)+4sgn(C), 可以得出H与各扇区的 表1 H与扇区号对应关系 Tab.1 H and sector number corresponding relationship
同步旋转坐标系中电流调节器输出的任意一个 空间电压矢量指令V*, 均可由8条空间电压矢量合成。 * 稳态时, V 在复平面上以某一步进速度旋转,其端点 运动轨迹为一多边形准圆形轨迹, PWM 开关频率越 高, 多边形准圆轨迹就越接近圆, 由于空间电压矢量 不断跟踪V*, 从而使三相桥的输入为等效正弦波, 实 现了电流控制的目的。 2.1 扇区的确定 量:
给控制器设计造成了一定困难。为了实现d、 q轴的独 立控制, 采用前馈解耦控制策略 。 当电流调节器采用 PI调节器时, vd、 vq的控制方程如下: KiI * vd=(Kip+ ) (id-id ) +ωLiq+ed s (3 ) KiI * vq=(Kip+ ) (iq-iq ) -ωLid+eq s
! # # # # # # " # # # # # # $
图4
电压外环控制结构
KiI 为电流内环比例调节增益和积分调节增 式中 Kip、 * * 益; i d、 i q为id、 iq电流指令值。 由于电网电动势矢量定向在 d 轴上, 故 (3 ) 式中 eq=0。电流内环的解耦控制再加上外环的电压控制, 就构成了PWM整流器的双闭环控制系统, 如图2。

基于空间矢量控制的三相PWM整流器研究的开题报告

基于空间矢量控制的三相PWM整流器研究的开题报告

基于空间矢量控制的三相PWM整流器研究的开题报告一、研究背景和意义随着电气化水平的提高,三相PWM整流器在工业中的应用越来越广泛。

但是,传统的三相整流器存在一些问题,如功率因数低、谐波较多等,难以满足现代工业的需求。

空间矢量控制(SVPWM)作为一种先进的控制方法,可以有效地提高三相PWM整流器的性能。

因此,研究基于SVPWM的三相PWM整流器具有非常重要的现实意义。

二、研究内容1. 研究SVPWM的基本原理和特点;2. 研究三相PWM整流器的工作原理和主要问题;3. 基于SVPWM控制算法,设计三相PWM整流器;4. 分析设计结果,评估控制算法的性能和可靠性。

三、研究方法1. 文献综述,深入了解空间矢量控制和三相PWM整流器在现代工业中的应用;2. 借助MATLAB/Simulink对SVPWM控制算法进行建模和仿真,分析控制算法的性能;3. 根据仿真结果,设计三相PWM整流器硬件电路,并进行实际测试;4. 对测试结果进行分析,评估控制算法的可行性和优劣。

四、预期成果1. 研究SVPWM控制算法在三相PWM整流器中的应用;2. 设计可靠、高效的三相PWM整流器;3. 提出针对三相PWM整流器性能优化的控制策略和方法;4. 发表论文1-2篇,申请专利1项。

五、研究团队本研究立项由XX高校组织,并邀请相关领域的专业人士与学者组成研究团队。

团队组成如下:1. 主持人:XXX,博士,教授,电气工程领域专家;2. 技术骨干:XXX,博士,副教授,电气工程领域专家;3. 研究生:XXX,电气工程专业硕士研究生,协助主持人完成实验及数据分析工作。

六、进度安排1. 前期调研和文献综述:3个月;2. SVPWM控制算法的仿真建模和分析:9个月;3. 三相PWM整流器硬件电路设计和实验:6个月;4. 数据分析、论文撰写和专利申请:6个月。

基于电压空间矢量PWM脉宽调制方式的新型三电平高频整流器研究

基于电压空间矢量PWM脉宽调制方式的新型三电平高频整流器研究
V 06n为负开关矢量 。它们产生的电压波形是等效
的 , 但对中点电位的影响却不同 。当系统工作在整
假设电网为理想无穷大 , A 相电压 V SA = V sm ・ cos (ωt )

© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
1 引言
三电平 PWM 变流技术的发展将使得电网大容 量 FACTS 装置例如新型无功功率发生器 STA T2 COM 、电力有源滤波器 APF 及功率因数可调节的
1〕 PWM 高频整流器等进一步走向实际应用阶段〔 。
种 : 其一为谐波消除法 , 其二为优化目标函数法 。 前者适用于低调制比应用场合 , 它没有角度跳变的 缺点 , 但总的谐波畸变率相比后者仍然较高 , 而且 主要谐波集中在开关频率附近 ; 后者由于具有较高 的调制比 , 因而适用于高调制比应用场合 , 虽然它 随着调制比变化 , 开关角度存在跳变的缺点 , 但其 总谐波畸变率相比前者要小 , 而且谐波分布没有前 者那样集中 , 而是较为分散 。两者相结合不失为一 种好办法 , 缺点在于两者相互过渡需要仔细考虑而 且 动态特性不好 [ 3 ] 。 基于滞环电流控制方式固然
= =-
2 3 ( V sm - I sm ・R s) 3
3 ωL s ・I sm

VR cosθ - V Rq ・ sinθ α = V Rd ・
3 3 3 3 3
θ VR sinθ - V Rq ・ cos β = V Rd ・
3
( 4)
t 02 和 t 02 , 于是有 V 0 ・t 00 + V 01 ・t 01 + V 02 ・t 02 = V R ・t s t 00 + t 01 + t 02 = t s

三相电压型PWM整流器空间矢量控制策略的研究

三相电压型PWM整流器空间矢量控制策略的研究

第四章 三相电压型PWM 整流器空间矢量控制策略的研究三相电压空间矢量控制PWM 整流器,控制方案如图4-1,外环稳定输出直流电压,内环实现电流跟踪。

由直流电压控制环节产生输入电流参考幅值,再与电源相电压瞬间相位结合得到内环控制的参考电流。

图4-1 三相电压型PWM 整流器空间矢量控制框图参考电压与输出电压反馈的差值*dc dc U U U ∆=-经PI 调节后,得到一个与输入电流相对应的幅值信号*m I ,最后调制为正弦参考电流。

检测三相中的两相电流,与参考电流比较后的差值再转换到xy(或αβ)两相坐标系,得到s I ∆。

在两相静止坐标系上,设三相电网电压平衡,且只考虑基波分量。

参考电压控制量: s sref s s s sL I V V R I T *∆=-*-(其中s T 为采样周期) (4-1)于是可求得参考电压矢量在x,y 轴上的分量Vx 和Vy 。

根据Vx 、Vy 便可选定扇区并直接计算空间矢量在各个扇区内的作用时间,得到各开关状态和占空比。

4.1空间矢量原理以平均值等效为标准进行空间矢量合成的原理如图4-3所示,保证每个矢量切换区间都是以零矢量开始和结束,其中均以零矢量(000)开始和结束,中间的零矢量为(111);每个区间虽有多次开关状况的切换,但是非零矢量的顺序保证每次切换只涉及一个开关器件。

图中,04T ,12T ,22T ,02T 分别为矢量调制中各开关状态所对应的时间。

当负载或三相电源在短时间内变化幅度比较大时,s I ∆的幅度将比稳态时大得多,致使12s T T T +>[36]。

所以,为了维持开关频率恒定,过调制时电压空间矢量只由两相邻电压矢量合成,零矢量不发生作用。

将1T 和2T 乘以一个衰减系数,从而12s T T T ''+=,即'''111222120/()/()0T T T T T T T T T =+=+=,,同时。

三相电压型PWM整流器控制策略及应用研究

三相电压型PWM整流器控制策略及应用研究

三相电压型PWM整流器控制策略及应用研究一、概述随着电力电子技术的快速发展,三相电压型PWM(脉冲宽度调制)整流器作为一种高效、可靠的电能转换装置,在电力系统中得到了广泛应用。

其不仅能够实现AC(交流)到DC(直流)的高效转换,还具有功率因数高、谐波污染小等优点,对于改善电网质量、提高能源利用效率具有重要意义。

对三相电压型PWM整流器的控制策略及应用进行深入研究,对于推动电力电子技术的发展和电力系统的优化升级具有重要意义。

三相电压型PWM整流器的控制策略是实现其高效稳定运行的关键。

目前,常用的控制策略包括基于电压矢量控制的直接电流控制、基于空间矢量脉宽调制的间接电流控制等。

这些控制策略各有优缺点,适用于不同的应用场景。

需要根据实际应用需求,选择合适的控制策略,并进行相应的优化和改进。

在实际应用中,三相电压型PWM整流器被广泛应用于风力发电、太阳能发电、电动汽车充电站等领域。

在这些领域中,整流器的稳定性和效率对于保证整个系统的正常运行和提高能源利用效率具有至关重要的作用。

对三相电压型PWM整流器的控制策略及应用进行研究,不仅有助于推动电力电子技术的发展,还有助于提高能源利用效率、促进可再生能源的发展和应用。

本文将对三相电压型PWM整流器的控制策略及应用进行深入研究。

介绍三相电压型PWM整流器的基本原理和常用控制策略分析不同控制策略的优缺点及适用场景结合实际应用案例,探讨三相电压型PWM整流器的优化改进方法和发展趋势。

通过本文的研究,旨在为三相电压型PWM整流器的设计、优化和应用提供理论支持和实践指导。

1. 研究背景与意义随着全球能源危机和环境污染问题日益严重,可再生能源的利用与开发已成为世界各国关注的焦点。

作为清洁、可再生的能源形式,电能在现代社会中发挥着至关重要的作用。

传统的电能转换和利用方式存在能量转换效率低、谐波污染严重等问题,严重影响了电力系统的稳定性和电能质量。

研究高效、环保的电能转换技术具有重要意义。

电压型PWM整流器电流空间矢量控制研究

电压型PWM整流器电流空间矢量控制研究
船 电技 术 l 控制技术
电压 型 P W M 整 流器 电流 空 间矢 量控 制研 究
张祥 ,晋 建厂
( 1 .中国舰船 研 究设 计 中心 ,武汉 4 1 0 0 7 4 ;2 .海军 装备 部 ,北京 1 0 0 0 7 1 ) 摘 要 :针对 如 何提 高 电压 源 型三相 P WM 整流 器 交流侧 电流 的控 制速 度 问题 , 本 文提 出 了控 制和 调 制相 结
Two - s pa c e Ve c t o r Cur r e n t Co nt r o l S t r a t e g i e s f o r
Thr e e — pha s e Vo l t a g e S o u r c e PW M Re c t i ie f r
制 技 术 的 发 展 ,P WM 整 流 器 越 来 越 被 各 种 工 矿
企 业所 接 受 。 这 种 整 流 器 虽然 控 制 方 面 相 对 复 杂 , 但 是其 动 态 响应 速 度 比 较 快 ,储 能 器件 体 积 相 对
数 的设 计 和 其 性 能 严 格 地 依 赖 于 系 统 的 各 个 电量 参 数 ;还 有 一 些 文 献 中利 用 变 量 反 馈 线 性化 方 法 将 整 流 器 的数 学 模 型 线 性 化 并 利用 极 点配 置 的方 法设计控制器【 4 J ,或 者 利 用 李 亚 普 诺 夫 函数 设计 控制器L 5 I o J , 然 而 这 些 非 线 性 控 制策 略 数 学 处理 及 计 算 比较 复 杂 实 现 起 来 相对 比较 困难 ;滞 环 控 制
合 的两 种 控制 策 略 ,即 电流 的空 间矢 量滞 环控 制策 略 和优化 的电流 空 间矢量 控制 策 略 。本文 分别 对这 两种

三相PWM整流器空间矢量控制简化算法的研究

三相PWM整流器空间矢量控制简化算法的研究

其中 sign ( x) 函数定义如下 :
1 x ≥0 sign ( x) =
0 x <0
则扇区 Ⅰ~ Ⅵ分别对应如下区域 :
R Ⅰ = S ab S bc S′ca
R Ⅱ = S′ab S bc S′ca
R Ⅲ = S′ab S bc S ca
R Ⅳ = S′ab S′bc S ca
(9)
R Ⅴ = S ab S′bc S ca
图6中上部分为交流电压波形下部分为与该相对应的交流电流波形可以看到输入电流和电压基本同相位电流波形接近正弦所以功率因数近似为1中上部分为直流电压波形可以看到直流电压基本维持恒定
第 21 卷 第 2 期 2002 年 4 月
电工电能新技术 Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy
后三段矢量及其作用时间与前三段关于中间零矢量
(111) 对称 ,为简化计 ,表中没有列入后三段矢量 。
图 4 第 I 扇区内空间矢量作用时间图 Fig. 4 Duty cycles of space vectors in sector I
表 2 各扇区内空间矢量及其开关时间表 Tab. 2 Space vectors and duty cycles in each sector
2 空间矢量控制的简化算法
电压空间矢量控制的三相 PWM 整流器如图 1
所示 。由于输入电流 isk ( k = a , b , c) 和直流电压 Udc互相影响 ,这给控制带来了困难 ,同时也就产生
了不同的控制方法 。本文采用 PI 调节器分别对直
流电压和输入电流进行控制 :直流电压 PI 调节器输
T2 X

基于空间矢量控制的PWM整流系统的研究

基于空间矢量控制的PWM整流系统的研究

结构 图. 是 由交 流 侧 的 电感 L 电阻 R、 流 电容 它 、 直 C以及 由全 控开 关器 件和续 流 二极 管组 成 的三 相 整
调速 , 当今发 展 最快 并 受 到普 遍 重 视 的变 频 调 速 技 术 是脉 冲宽 度调 制 ( WM) P 技术 . 实用 的变 频器 一 般 为交 流 一直 流 一交 流 电压 型结 构 , 流元 件 是 不 可 整
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第 1 6卷
第 3期
广


色ห้องสมุดไป่ตู้




Vo1 6. .1 No. 3 Se . 2 0 0 pt 6
2 00 6 年 9 月
J 0URNAL OF GUANGDONG NON— ERR0USM E F TAL S

此时 , 对直 流侧 电容 C的正 极 节 点 处应 用 基 尔
( 2 1)
霍 夫 电流定律 , 有
c 一 is + i 一 aa bb s“ () 5
一s 0一÷ [o ( - 1 0 )i( 2 。+ i n cs 0 2 。sn 一1 0) c s0 10 )il 0] o (+ 2 。s 2 。 n
2 两相 ( ,) 转 坐标模 型 的建 立 d q旋
上 述 电压 型 P WM 整 流器 的数 学模 型具 有 物理

号. c 1) c 2] [ o-0 o o - s 2 s o (  ̄ ( )
( 3 1)
将式 ( 2 代 入式 ( ) 式 ( 3 代 入式 ( ) 得 1) 6 , 1) 7,
(。 i s 6 ( + )b S + ( + i+ i)o6 + o S+ )s s 。 s 。 6 ss S

基于空间矢量的三相电压型PWM整流器的研究(精)

基于空间矢量的三相电压型PWM整流器的研究(精)

2008年第30卷第5期第lO页电气传动自动化EI。

ECTRICV01.30。

No.5DRⅣEAUToMATl0N2008.30(5):10-13文章编号:1005--7277(2008)05—0010—04基于空间矢量的三相电压型PWM整流器的研究吴圣,宋建成(太原理丁大学电气与动力工程学院,山西太原030024)摘要:建立了三相电压型PWM整流器在三相静止坐标系和两相旋转坐标系下的数学模型,研究了其前馈解耦控制策略。

在此基础上结合空间矢量调制(SVPWM)的算法,设计了三相电压型PWM整流器控制系统,并在Matlab的Simulink中进行了系统仿真。

仿真结果表明,设计方法可行,仿真模型正确。

关键词:整流器;脉宽调制;解耦控制;空间矢量中图分类号:TM46Researchon文献标识码:Athree-phasevoltage-sourcePWMrectifierbasedonspacevectorWUSheng,soNGJian-cheng(cD阮萨ofElectricalandPowerEngineering,TaiyuanUnivers妙ofTechnology,Taiyuan030024,China)Abstract:Amathematicalmodelofthethree—Dhasevoltage-sourcePWMrectifierisestablishedinthree—phasesmfionarycoordinatesystemandtwo-phaserotatingcoordinatesystemrespectively.ThefeedforwarddecouplingOncontrolstrategyisstudied.Thecontrolsystemofthethree-phasevoltage-sourcePWMrectifierisdesignedthebasisofthefeedforwarddecouplingcontrolstrategyandSVPWMmethod.Thesimulationofthethree—phasevoltagesoureePWMrectifiermodeliscarriedoutwiththe80ftw,al-eMatlab/Simulinkandthesimulationresultsshowcorrect.vectorthedesignmethodisfeasibleandthesimulationmodelisKeywords:rectifier;PWM;deeouplingcontrol;space1引言目前,在线式不间断电源(uPs)在各个领域都得到了广泛的应用。

基于空间矢量的PWM方法研究

基于空间矢量的PWM方法研究

1. 绪论1.1 课题意义与背景空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation) 是已被应用于变频器、ups、无功补偿器等领域的新技术。

近年来随着大型重工业行业的技术改造和更新工作的展开,对大功率、高质量变频器的需求与日俱增,这种情况在我国尤其突出。

电力电子技术、微电子技术和控制理论的发展,为变频器技术日趋成熟准备了条件,先进的svpwm技术在此环境下应运而生。

变频器的svpwm 算法与其拓扑结构有着密切的联系,因此必须根据变频器拓扑结构的不同,选取相应的控制算法。

电力电子技术是一门融合了电力技术、电子技术和控制技术的交叉科学,自20世纪50年代末第一支管问世以来,电力电子技术就开始登上现代电气传动技术舞台,在随后的40余年里,电力电子技术在电气件、变流电路、控制技术等方面都发生了日新月异的变化,在国际上,电力电子是竞争最激烈的高新技术领域。

现代电力电子技术无论是对改造传统工业还是对高新技术产业都至关重要,他们已经迅速的发展成为了一门与现代控制理论、电机控制、微电子等科目相互渗透的学科。

电力电子技术的应用领域几乎涉及及国民经济的各个部门,在风能、太阳能等节能电源、交直流供电电源、电机节能应用、电梯控制等领域,乃至社会生活等诸多方面的应用不断延伸,是信息时代的重要关键技术之一。

电力电子变换器的控制策略和方法与其使用的电力半导体器件和拓扑结构有密切关系,不同的开关器件和不同的拓扑有不同的pwm方式,比如,基于半控开关和全控开关的变换器控制方式完全不一样,基于不同类型的全控开关的变换器控制方式中关键参数也有很大差异。

从变换器控制策略的角度讲,可以将pwm技术分开两个层面,一个是pwm实现方法,一个是pwm控制目标的确定。

PWM控制技术亦称为斩波技术,与之相对应的有一种脉幅调制控制技术,既在能量采样时,脉宽不变,脉幅不变,从而输出不同的幅值的恒脉宽脉冲序列。

他们统称为调制技术。

三相电压型PWM整流器直接功率控制仿真研究

三相电压型PWM整流器直接功率控制仿真研究

fP。“。
【q =“ i口一 “口i
(5)
由基 尔 霍 夫 电压 定 律可 得 三 相 电压 型 PWM 整
其 中 P为 电源 瞬 时 有 功 功 率 ,q为 瞬 时 无 功 功
流器 的数 学模 型 为 :
率。P= ̄/3/2U i ,q=一U3/2U i8,U 为电源相
删。
dib £
摘 要 :分 析了三相 PWM整流器 的工作原理 ,介绍 了基 于定频 电压空间矢量调制的直接功率控制方法 ,建立
Matlab/Simulink环境下的仿真模型 ,对 系统进 行 了仿真 分析 。仿 真结果 表 明该方 法实 现 了输 入 电流 正弦 化 ,
单 位功率因数整流 ,具有 良好的动态和稳态性能 。
(SVM)is applied to the scheme.Then the simulation model is established for analysis by Matlab/Sim—
ulink. The results show that input sin current and unity power factor are achieved and the proposed method has excellent dynamic and steady state perform ance Key words: instantaneous power;direct power control;space vector modulation
本 文 以三 相 电压 型 PWM 整 流 器 为 研 究 对 象 , 分 析 PWM 整 流器 的 工作 原 理 ,采 用 基 于 电 压 空 间 矢 量调 制 的直接 功 率 控 制 (DPC)方 法 ,建 立 了仿 真 模型 ,仿真结果表 明该方法可实现输入电流正弦化 , 单位功率因数整流 ,具有 良好的动态和稳态性能。

三相电压型PWM整流器空间矢量控制研究和仿真分析(精)

三相电压型PWM整流器空间矢量控制研究和仿真分析(精)

三相电压型PWM整流器空间矢量控制研究和仿真分析■<武汉通信指挥学院装备管理应用教研室王会涛■<重庆通信学院卫星通信教研室邓军■<宣化通信训练基地通信维护教研室姚彬摘要:以电压空间矢量控制的基本原理和概念为基础,结合Matlab/Simulink软件包构建了三相PWM整流器空间矢量控制系统的仿真模型,并详细给出各模型的具体参数。

仿真结果显示,该方法简单,控制精度高,用于三相PWM整流器中具有良好动、静态性能。

关键词:矢量控制;整流器;仿真1概述[1]传统的PWM控制技术多用于两电平电路的驱动控制,其主要方法是正弦脉宽调制(SPWM),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,其电压利用率低,谐波含量大。

而随着微处理器技术的发展和多电平电路的出现,涌现出很多新的控制方法像优化PWM方式、滞环电流控制方式、空间电压矢量控制方式等等。

其中,空间电压矢量控制通过合理地选择、安排开关状态的转换顺序和通断持续时间,改变多个脉冲宽度调制电压的波形宽度及其组合,达到较好的控制。

相对SPWM控制,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。

本文采用空间矢量控制的控制策略,并对整流电路采用电压外环PI和电流内环PI控制相结合的方法,建立三相电压型PWM矢量控制方案的仿真模型,并对其进行分析研究。

图1三相电压型PWM空间矢量控制方案图电源技术<2008年11月692三相电压型PWM整流器控制方案[234]图1为三相电压型PWM整流器空间矢量控制方案图。

它是由主电路和控制回路这两部分组成,其中,控制回路主要由输入电流和输出电压检测、坐标变换、PI 控制器和SVPWM脉冲产生等部分组成。

其原理如下:三相交流电通过三相电压型整流电路整流为稳定的直流电压。

同时,控制回路对主电路的输入电流和输出直流电压进行检测,一方面,将检测值与给定值进行比较后送入PI控制调节器,输出值与电流比较并将其输出送入PI控制器变为电压信号,再经坐标变换送入SVPWM脉冲产生单元,完成电压闭环控制;另一方面,将检测的输入电流经坐标变换与给定电流比较,送入PI控制器变为电压信号,再经坐标变换送入SVPWM脉冲产生单元,完成电流的闭环控制。

基于空间矢量控制的pwm整理器的建模与仿真-毕业设计

基于空间矢量控制的pwm整理器的建模与仿真-毕业设计

在现代工业中,很多场合需要进行电能变换,例如把交流电能变为直流电能、直流电能变为交流电能。

交流电能变为直流电能由整流器实现,直流电能变为交流电能由逆变器实现。

随着整流器的广泛应用,关于传统整流器的一些问题也日益突出:输入功率因数较低,输入电流含有大量谐波。

近年来三相PWM整流器迅速成为了研究热点,因为它不仅获得了可控的AC/DC变换性能,而且具有输入单位功率因数和低谐波电流,能量双向传输等优点。

本文详细分析了三相电压型PWM整流器的原理、拓扑结构以及在abc、 和dq坐标系下的数学模型。

在此基础上重点阐述了PWM整流器在同步旋转dq坐标系下基于电压定向的空间矢量控制策略。

最后运用Matlab/Simulink构建了三相VSR 的仿真平台,并对PWM整流器控制策略进行了仿真。

仿真结果证明了控制策略的正确性。

关键词:电压型PWM整流器;空间矢量;Matlab/Simulink仿真In modern industry,we need for power conversion on many occasions,for example,the exchange of AC power into DC power and DC power into AC power. AC power can be transferred into DC power by using the rectifier and DC power can be tansferred into AC power by using the inverter.Since the rectifiers are extensively used,several problems with regard to traditional rectifiers have arisen in recent years,such as a low input power factor,and the harmonics in the input currents. Therefore,three-phase pulse-width modulated rectifiers have rapidly attracted the research interest over the past few years due to some of their significant advantages,such as controllable of ac-dc voltage,unity power factor,low harmonic distortion of input currents,power regeneration capability,etc.In this paper,a detail analysis of the three-phase V oltage Source PWM rectifier principle,as well as the topology and the mathematical models under the abc、 and dq frame reference are introduced. The voltage oriented space vector control strategies and the virtual flux oriented space vector control strategies under the rotational dq frame reference are expounded in this paper.A three-phase VSR simulation platform is built with Simulink software,and the two types of PWM rectifier control strategies are simulated and so the relevant comparison. The simulation results prove the correctness of the control strategy.Key words: VSR; space vector; Matlab/Simulink simulation目录摘要 (Ⅰ)Abstact (Ⅱ)1绪论 (1)1.1 课题研究的背景与意义 (1)1.2PWM整流器的研究现状与趋势 (2)1.3本文研究的主要内容 (5)2电压型PWM整流器 (7)2.1PWM整流器的原理 (7)2.2三相PWM整流器的拓扑结构 (12)2.3三相PWM整流器的数学模型 (13)3三相VSR的控制策略研究 (18)3.1空间矢量控制方式(SVPWM) (18)3.2基于电压定向的空间矢量控制 (23)4系统的仿真 (27)4.1仿真平台的建立 (27)4.2参数设置及仿真结果 (32)总结 (36)参考文献 (37)附录 (39)致谢 (40)1绪论1.1 课题研究的背景与意义随着工业技术的飞速发展,人们对所使用的电能的质量要求越来越高;在能源日益危机的今天,以高效节能、优质合理使用电能为特点的电力电子装置得到了前所未有的发展。

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as e n t td i e al h o t l y tm a ls d l o otg o t l ri u e o n l s d lo o r l d mo sr e n d ti.T e c n r s o a o s e b d a co e — o p v l e c n r l n o t rl p a d a co e — o p p we a oe o
c ntolri n rl o Alo,a m o e s d v l p d ma n s fM a a /Si lnk i u ain rs ls s o t e e t o r le n i ne o p. s d lwa e eo e kig u e o f b l mu i .Sm lto e u t h w he p r c f c nr lef c , ls u r n ber n e, te s se h sg o n mi n ttc pe o ma c sa c n r aie t o to f o to fe t e s c re ta ra c h y tm a o d dy a c a d sa i r r n e nd a e lz he c nr lo f a tv o ra d r a tv o ri d pe e ty a l s u tpo rfco . Thi c e sfa il . cie p we n e c ie p we n e nd nl swela ni we a tr s s h me i e sb e K e o ds P M e tfe ; p c -v co d ai n; ie tpo rc nr l smu ain yw r : W r ci r s a e e trmo ulto dr c we o to ;i l t i o
0引 言
P WM 整 流器 因其 交 流侧功率 因数 高 、 输入 电流 谐 波小 、 网为无 污染绿 色 负载 , 挂 是谐 波抑 制与无 功 补偿 方 向的一个研 究 热点 。针 对 P WM 整 流器 的控
利 用空 间矢量 调制 、 关 频率 固定 的直 接 功 率控 制 开
( P ~V 。 D C S M)
Sl J n xn J O Z e - og D N n b o L i- e i i — i , I hn hn , O Gf — a , I nf l a A i L i ( otw s nP l eh i l nvr t, i n7 7 , hn ) N r et o t nc ie i X 0 2 C ia h e yc aU sy a 1 0
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Re e c o s ar h n PW M c i e t r c we n r lb s d o S c Ve t r M o ul to Re tf r wih Di e tPo r Co t o a e n pa e- c o i d a i n
似于 电机控制 领域 的 直接 转 矩控 制 , 在 开关 频 率 存 不 固定 的缺点 , 不利 于滤波器 的设计 , 而且 直接 功率 功制( 以下简 称 D C) 制 要 达 到 比较 好 的控 制 效 P 控 果, 需要较 高 的采 样 频率 , 这对 控 制 器 和 A D转 换 /
1基 于 空 间 矢量 调 制 的 D C原 理 P
常规 的 D C控 制 在 一段 时 间 内只 能从 六 种 电 P 压矢量 中选 择 电压 矢 量 。 当有 功 功 率 J D需要 调 整
制策 略 , 于开关表 的 直接 功率 控 制 基
, 然 具有 虽
控制 系统算法 简单 、 动态 响应快 的优点 , 但是这 种类
时建欣 , 焦振宏 , 董金 宝, 李林杰
( 北工业大学 , 西西安 707 ) 西 陕 10 2

要: 分析 了 P WM整 流器基于空间矢量调制的直接 功率控制 ( P — V 的原理 , 三相控制 系统的各个 D C S M) 对
部分进行 了详细 的阐述。该控 制结 构为直 流输 出电压外 环 , 功率控制 内环。利用 Ma a/ i u i t b Sm Ln l k软件建立 系统 模 型进行仿真研究 , 得到 了各个 电气量的实时波 形。仿 真结果表 明 , 该方 法控制效果 优异 , 电流 畸变 小 , 具有 良好 的动静态性能 , 系统能够很好地实现有功功率 和无功功率 的控制 , 同时确保输入侧功率因数为 1方案切实可行 。 , 关键词 :WM整流器 ; 间矢量调制 : P 空 直接功率控制 ; 仿真
Absr c : T rncp eo t a t he p i i l fPW M e tfe r ci rDPC-SVM wa ay e n a h p r ftr e—p s o to y tm S i san l z d a d e c a to h e ha e c n rls se Wa
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