电压型三相PWM逆变器控制的研究
三相电压型PWM整流器(VSR)及其控制策略的..._图文(精)
ｗｈｉｃｈｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌｒｅｃｔｉｆｉｅｒ，ｄｉｏｄｅ－ｂｒｉｄｇｅｒｅｃｔｉｆｉｅｒｌａｒｇｅｌｙｕｓｅｄｔｏｏｒｐｈａｓｅ．ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｒｅｃｔｉｆｉｅｒ，ａｒｅｐｒｏｖｉｄｅｄｏｓｏｕｒｃｅｆｏｒｔｈｅｉｎｖｅｒｔｅｒｓ，ＣａＵＳｅｔｈｅｓｅｒｉｏｕｓｈａｒｍｏｎｉｃｐｒｏｂｌｅｍｏｆｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙ，ｌｏｗｐｏｗｅｒｆａｃｔｏｒ，ａｎｄｔｏｉｎｐｕｔｓｉｄｅ，ｅｖｅｎｉｆｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｌｏａｄｓ，ｉｎｐｕｔＣａｎ’ｔｆｅｅｄｂａｃｋｐｏｗｅｒｃｕｒｒｅｎｔｉｓｎ’ｔｓｉｎｕｓｏｉｄａｌｗａｖｅｆｏｒｍａｎｄｔｈｅｐｏｗｅｒｆａｃｔｏｒｉｓｎ’ｔｕｐ
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接着，论文结合瞬时无功功率理论和交流电机理论中矢量控制，提出了ＰＷＭ整流器的电压空间矢量控制，详细的分析其具体实现，并进行了基于Ｍａｔｌａｂ中的Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的仿真研究，仿真结果验证了该控制方法的可行性。文章的最后对滞环电流和电压空间矢量这两种控制方法进行了对比比
三相PWM整流器控制策略的研究与实现
三相PWM整流器控制策略的探究与实现专业品质权威编制人：______________审核人：______________审批人：______________编制单位：____________编制时间：____________序言下载提示：该文档是本团队精心编制而成，期望大家下载或复制使用后，能够解决实际问题。
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阐述三相电流型逆变器的PWM控制方法
阐述三相电流型逆变器的PWM控制方法前言：就当前的现状来看，关于三相电流型逆变器PWM控制方法的文献研究甚少，因而基于此，为了提升PWM变频电路整体运行效率，要求当代专家学者应注重深化对此项课题的研究，并全面掌控到PWM变频电路运行特点，且将PWM控制技术应用于电力系统中，形成稳定的运行目标。
以下就是对三相电流逆变器PWM控制方法的详细阐述，望其能为当代电力行业系统控制模式的进一步创新与发展提供有利的文字参考。
一、PWM变频电路运行特点分析就当前的现状来看，PWM变频电路运行特点主要体现在以下几个方面：第一，从电压型PWM交-直-交变频角度来看，其电路特点主要体现在输出电压呈现出与正弦波形较为接近的特点，因而在此基础上，相关技术人员在对变频电路进行操控的过程中必须强化与其运行特点的有效结合。
另外，强调对二极管的应用也是PWM变频电路呈现出的主要特点之一；第二，基于电流型PWM交-直-交变频特点研究中可以看出，其在运行过程中逐渐呈现出高阻抗的运行特性，同时也由此形成了矩形波样式的运行模式，因而为实现对PWM控制技术的应用，必须注重结合其电路特点。
二、PWM控制技术发展现状变压变频设备的应用在一定程度上缓解了传统电力系统运行过程中凸显出的问题，因而其应用现状逐渐引起了人们的关注，但是就当前的现状来看，其在应用的过程中仍然存在着某些不足之处，即未实现变頻装置的合理化设置，继而对其的推广行为受到了一定的阻碍。
随着现代化科学技术的不断发展，变频装置在应用的过程中得到了逐步完善，且逐渐将现代化通信技术应用于装置运行中，带动了装置整体运行水平的提升。
此外，随着变频装置的不断完善，PWM技术开始被广泛应用于电气公司实际生产中，且以正弦波脉宽调制方式、磁通SPWM 等途径提升了电压的整体利用效率，并就此减少了电路功效的损害。
同时在使用的过程中也逐渐凸显出噪声较小等优势，因而在此背景下，相关技术人员在系统操控过程中应强化对PWM控制技术的应用。
三相电压型SPWM逆变器仿真分析及应用
三相电压型SPWM逆变器仿真分析及应用三相电压型SPWM逆变器是一种常见的电力电子装置，用于将直流电能转换为交流电能。
它广泛应用于可再生能源发电系统、电动汽车充电系统、UPS电源等领域。
本文将对三相电压型SPWM逆变器进行仿真分析，并讨论其在实际应用中的一些关键技术。
首先，我们来介绍一下三相电压型SPWM逆变器的工作原理。
该逆变器由六个开关管组成，三个开关管连接到每个电压型逆变器的输入端，三个开关管连接到中性点。
逆变器的输入是直流电压，输出是三相交流电压。
逆变器的工作原理是通过不同开关管的开关状态，控制直流电压经过逆变器的辅助电路，从而产生所需的交流电压。
在SPWM控制策略下，通过对开关管的PWM波形进行调制，可以实现对输出电压的调节。
接下来，我们进行三相电压型SPWM逆变器的仿真分析。
首先，我们需要建立逆变器的数学模型，并设计控制策略。
然后，利用数值计算软件进行仿真模拟，得到逆变器的输出波形和性能参数。
最后，对仿真结果进行分析和验证。
在仿真过程中，我们可以通过调节PWM波形的频率、幅值和相位等参数，观察输出电压的变化情况。
同时，可以对逆变器的效率、谐波含量、响应时间等性能指标进行评估和改进。
通过仿真分析，可以帮助我们更好地理解逆变器的工作原理和特性，并为实际应用中的设计和优化提供参考。
除了仿真分析，三相电压型SPWM逆变器还有一些关键技术需要注意。
首先是开关管的选择和驱动电路的设计，要保证开关管具有足够的电流和电压承受能力，并且能够快速开关。
其次是PWM控制策略的设计，包括调制波形的产生方法和控制方法的选择，以实现输出电压的精确控制。
此外，还需要考虑逆变器的过电流保护、温度保护、短路保护等安全措施。
综上所述，三相电压型SPWM逆变器是一种常见的电力电子装置，在可再生能源发电系统、电动汽车充电系统、UPS电源等领域有广泛应用。
通过仿真分析和关键技术的研究，可以提高逆变器的性能和可靠性，推动其在实际应用中的进一步发展。
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。
三项电压型逆变电路实验报告
一、引言： (2)二、交-直-交变压变频器的基本结构 (2)1、三相电压型桥式逆变电路拓扑图 (3)2、交-直-交变压变频器的工作原理 (3)三、三相电压型桥式逆变电路的Simulink建立及模型： 4四、仿真参数及仿真波形设置： (5)1．对脉冲触发器进行参数设置： (5)2. 用subplot作图： (6)3.仿真波形： (7)五、实验结果及分析： (13)六、结论及拓展： (13)七、设计心得： (14)八、参考文献： (14)交-直-交变压变频器中逆变器的仿真一、引言：逆变器也称逆变电源，是一种可将直流电变换为一定频率下交流电的装置。
相对于整流器将交流电转换为固定电压下的直流电而言，逆变器可把直流电变换成频率、电压固定或可调的交流电，称为DC-AC变换。
这是与整流相反的变换，因而称为逆变。
逆变电路的作用是将直流电压转换成梯形脉冲波，经低通滤波器滤波后，从而使负载上得到的实际电压为正弦波。
现代逆变技术的种类很多，可以按照不同的形式进行分类。
其主要的分类方式如下：1) 按逆变器输出的相数，可分为单相逆变、三相逆变和多相逆变。
2) 按逆变器输出能量的去向，可分为有源逆变和无源逆变。
3) 按逆变主电路的形式，可分为单端式、推挽式、半桥式和全桥式逆变。
4) 按逆变主开关器件的类型，可分为晶闸管逆变、晶体管逆变、场效应管逆变等等。
5) 按输出稳定的参量，可分为电压型逆变和电流型逆变。
6) 按输出电压或电流的波形，可分为正弦波输出逆变和非正弦波输出逆变。
7) 按控制方式，可分为调频式(PFM)逆变和调脉宽式(PWM)逆变。
日常生活中使用的电源大都为单相交流电，而在工业生产中，由于诸多电力能量特殊要求的电气设备均需要使用三相交流电，例如三相电动机。
随着科技的日新月异，很多设备业已小型化，许多原来工厂中使用的大型三相电气设备都被改进为体积小、耗能低且便于携带的小型设备。
尽管这些设备外形发生了很大的变化，其使用的电源类型——三相交流电却始终无法被取代。
三相pwm逆变器的基本原理
三相pwm逆变器的基本原理
三相PWM逆变器是一种电力电子器件，它可以将直流电转换为交流电。
它的基本原理是通过三个单相桥式逆变器来控制三相交流电的输出。
每个单相桥式逆变器由四个开关管组成，它们可以通过PWM技术来控制开关时间，从而控制输出电压的大小和频率。
在三相PWM逆变器中，每个单相桥式逆变器的输出电压可以表示为：
Vout = Vdc * (2/π) * sin(ωt + α)
其中，Vdc是直流电压，ω是角频率，α是相位角。
通过控制α的大小，可以控制输出电压的大小和相位。
PWM技术是通过控制开关管的开关时间来控制输出电压的大小和频率的。
在三相PWM逆变器中，PWM技术可以分为两种类型：单极性PWM和双极性PWM。
单极性PWM是指在一个半周期内，只有一个开关管被打开，其余的开关管都被关闭。
这种PWM技术可以实现较高的输出电压和频率，但是会产生较大的谐波。
双极性PWM是指在一个半周期内，两个开关管被打开，其余的开关管都被关闭。
这种PWM技术可以减少谐波的产生，但是输出电压和频率较低。
三相PWM逆变器的应用非常广泛，例如变频空调、电动汽车、太阳能逆变器等。
它可以将直流电转换为交流电，从而实现电能的传输和控制。
同时，它还可以实现电能的回馈，将电能转换为直流电，从而实现能量的回收和利用。
三相PWM逆变器是一种非常重要的电力电子器件，它可以实现直流电和交流电之间的转换和控制，为现代电力系统的发展和应用提供了重要的支持和保障。
三相pwm电压型逆变器毕业设计正文
摘要近年来，一些清洁高效的能源，如太阳能，风能，地热，核能等得到了较为广泛的应用和关注，其发电系统产生的是直流电流和电压，而许多负载都使用交流电，因此需要通过逆变器把直流电变成交流电。
随着这些新能源发电系统的日益推广，逆变器的使用也越来越多。
如何获得高质量的电流成为研究的焦点。
由于对高频谐波的抑制效果明显好于L型滤波器，因此LCL滤波器在并网逆变器中应用越来越广泛，与传统的L滤波器相比，LCL滤波器可以降低电感量，提高系统动态性能，降低成本，在中大功率应用场合，其优势更为明显。
文章首先对PWM 逆变器的工作原理做了详细的介绍，并对基于LCL的滤波器，在ABC 静止坐标系，αβ静止坐标系和dq 旋转坐标系中建立了数学模型。
其次，文章讨论了LCL 滤波器的参数设计方法，给出了系统LCL 滤波器参数的设计步骤。
最后，在详细阐述各元件的取值原则与计算步骤的基础上，给出了设计实例，并对所设计的逆变器进行了仿真验证，结果表明，根据该方案设计的控制器参数能够使三相并网逆变器安全、可靠运行且具有较快的动态响应速度。
关键词：并网逆变器LCL滤波器有源阻尼无源阻尼，双闭环控制AbstractIn recent years, clean and efficient energy sources, such as solar energy, wind energy, geothermal energy, nuclear energy has been widely used and has gained widespread attention .The power system produce the DC current and voltage, and many are using the AC load, it need inverter into alternating current to direct current. With the increasing promotion of photovoltaic power generation systems, the use of inverters is more and more. How to get a high quality of the current becomes the focus of research.Because of the inhibitory effect of high frequency harmonics is better than L-type filter, the LCL filter grid inverter is widely applied, compared with the traditional L-filter, LCL filter can reduce the inductance improve the system dynamic performance, reduce costs, in the high-power applications, its advantages more apparent.This paper analyzes the high frequency PWM inverter principle, and then presents a three-phase ABC coordinates and dq coordinate system on the mathematical model of LCL-filter configuration.Secondly, the article discusses the LCL filter design parameters; parameters of the system are given LCL filter design steps.Finally, each component in detail the principles and calculation steps of the value based on the design example is given, and the design of the LCL filter simulation results show that, according to the design of the controller parameters can make three-phase inverter with safe, reliable operation and has a fast dynamic response speed.Key words: Grid-connected inverter，LCL filter，Active damping, passive damping，Double closed loop control目录摘要................................................. . (I)Abstract .............................................. .. (II)目录................................................ .. (IV)1. 绪论.............................................. . (1)1.1微电网的提出和发展 (1)1.1.1微电网提出的背景和研究意义 (1)1.1.2微电网的定义 (2)1.1.3国内外应用研究现状 (2)1.2 逆变器的研究现状 (3)1.2.1三相电压型PWM逆变器的产生背景 (3)1.2.2 PWM逆变器的研究现状 (4)1.2.3基于LCL滤波的PWM逆变器的研究现状 (6)2. PWM逆变器的原理及数学模型...................... (11)2.1并网逆变器的分类及拓扑结构 (11)2.1.1逆变器的作用 (11)2.1.2逆变器的分类 (11)2.1.3并网逆变器的拓扑结构 (12)2.2 逆变器的工作原理 (14)2.3 基于LCL滤波器的PWM逆变器数学模型 (16)2.4 锁相环节的工作原理 (22)2.5 逆变器的SPWM调制方式分析 (23)3. LCL滤波器和控制系统的设计 (27)3.1 LCL滤波器的参数设计 (27)3.1.1 L，LC，LCL滤波器的比较 (27)3.1.2 LCL滤波器的选定 (29)3.1.3 LCL滤波器数学模型及波特图分析 (29)3.1.4 LCL滤波器的谐振抑制方法 (33)3.1.5 滤波器参数变化对滤波性能的影响 (33)3.1.6 滤波器参数设计的约束条件 (34)3.1.7 滤波器参数的设计步骤 (35)3.2并网逆变器控制方案的确定 (35)3.2.1 基于无源阻尼的单电流环控制方案的设计 (37)3.2.2 基于双环控制网侧电感电流外环控制器的设计 (39)3.2.3 基于双环控制电容电流内环控制器的设计 (39)4. 系统参数设计及仿真验证............................. (41)4.1 系统参数设计 (41)4.2 有源阻尼双闭环控制仿真分析 (32)4.3 无源阻尼单环控制仿真分析.......。
三相PWM电压型整流器无源控制算法的介绍
三相PWM电压型整流器⽆源控制算法的介绍引⾔⽆源控制理论（passivity-based control）是近⼏年发展起来的新兴控制理论，它由Ortega等于1989年提出。
⽆源控制理论从物理⾓度出发，根据系统的能量耗散特性，利⽤系统固有的物理特性设计控制器来实现系统的稳定或给定跟踪。
⽆源控制理论已成功地应⽤到开关电源、机器⼈系统、电机驱动以及其他⼯业领域。
近年来，PWM整流器及其控制策略的研究倍受学术界的关注。
其具有单位功率因数、输⼊电流接近正弦、控制回路简单等优点。
整流器控制设计主要分线性和⾮线性两类。
线性设计⼀般是基于局部线性化的系统模型或者加⼊补偿得到系统控制器，所以很难使系统得到良好的动态响应。
由于控制量与状态变量的耦合，PWM整流器为⾮线性系统，因⽽理论上⾮线性控制策略更容易使系统全局稳定和零稳态误差。
Lee提出的基于输⼊输出线性化的控制算法、Silva的滑模型控制器都能使系统具有很好的跟踪特性和鲁棒性，但这两种算法较为特殊，⽋缺⼀般性。
Malinowski、Komurcugil分别提出了直接功率控制算法和基于Lyapunov的设计⽅法能使系统全局稳定，但不能保证⼤负载扰动下系统的零稳态误差。
对于PWM整流器系统，由于⽆源控制策略不改变系统的结构和系统⾮线性，所以相对于常⽤的反馈控制策略，⽆源控制策略简化了系统的硬件实现，加强了系统的鲁棒性。
这种控制理论为实现整流器单位功率因数和直流输出电压的控制提供可⾏的控制策略。
本⽂推导了三相电压型PWM整流器系统在a-b-c和d-q坐标系中的EL模型，给出了⽆源控制器的⼀般设计⽅法和系统控制的约束条件，基于⽆源控制理论设计了系统的⽆源控制器。
改进的⽆源控制策略采⽤PI控制器与⽆源控制器串联以增强系统的鲁棒性，保证了系统跟踪给定恒值电压的零稳态误差并具有很好的动态响应特性。
最后，通过仿真实验对三种控制算法的控制效果进⾏了⽐较研究：⽂献[8]的双闭环PI控制算法、⽆源控制算法与改进的⽆源控制算法。
PWM整流器及其控制策略的研究
PWM整流器及其控制策略的研究随着电力电子技术的发展，PWM整流器在新能源、电力牵引、电力电子变换等领域的应用越来越广泛。
PWM整流器具有高效率、低谐波、快速响应等优点，但其控制策略的设计是整个系统性能的关键。
本文将对PWM整流器的控制策略进行详细的研究和分析。
PWM整流器采用全控型器件，通过脉冲宽度调制（PWM）控制整流器输入电流的幅值和相位，实现高功率因数和低谐波电流的目标。
其电路结构包括三相电压型PWM整流器、三相电流型PWM整流器以及交-直-交PWM整流器等。
开关控制策略通过控制开关管的通断时间来实现电流的控制。
该策略具有实现简单、动态响应快等优点，但开关的通断会造成较大的功耗损失，且在负载突变时响应速度较慢。
PWM控制策略通过调节脉冲宽度实现对电流的控制。
该策略具有谐波含量低、控制精度高等优点，且在负载突变时响应速度快。
但PWM控制需要较高的采样精度和计算能力，且在实际应用中需要考量的参数较多。
滑模控制策略通过将系统状态引导至设定的滑模面上实现电流的控制。
该策略具有对参数变化和外部扰动不敏感、无需精确的系统模型等优点，且可以实现无静差跟踪。
但在实际应用中，滑模控制的计算实现较为复杂，且在实际系统中应用难度较大。
为了验证上述控制策略的效果，我们设计了一个基于电压型PWM整流器的实验系统。
实验中，我们采用了MATLAB/Simulink进行系统建模和仿真，并使用高性能DSP实现了实时控制。
实验结果表明，PWM控制策略在稳态和动态性能上都优于开关控制策略和滑模控制策略。
具体来说，PWM控制策略在负载突变时的响应速度较快，且可以实现更高的系统效率。
本文对PWM整流器的控制策略进行了详细的研究。
通过对比分析开关控制策略、PWM控制策略和滑模控制策略的优缺点和应用场景，发现PWM控制策略在许多方面都表现出优越的性能。
在实验设计和结果分析中，我们验证了PWM控制策略的优点。
展望未来，PWM整流器控制策略的研究将更加深入。
三相PWM整流器的研制
5.仿真效果
仿真一：三相不可控整流
仿真参数：
电网电压 滤波电抗 负载电阻 直流侧电容 380V 50Hz 1.5mH 12.5欧姆 10000uF
仿真波形图：
网侧电流
功率因数 畸变率
由上图可以看出，不可控整流网侧电流波形发生严重畸变 ，畸变率高达29.47%，且网侧功率因数只有0.95。
仿真二：采用基于负载功率前馈的无差拍控制方法的 PWM整流器仿真
2）三相PWM整流器的无差拍控制方法
us Ls
V1
V3
Rs A
is
B
V4
V6
V5
C V2
C1
负
o udc 载
C2
三相逆变器本质上是三个半桥逆变器的并 联模式，三个半桥逆变器共用一个直流侧电压。
对每个半桥逆变器来说，有两种输出模式：
当上开关管开通且下开关管关闭时，逆变器输 出电压为udc/2;当上开关管关闭且下开关管开 通时，逆变器输出电压为-udc/2;
为了解决高频开关电源前级不控整流引起的谐波污染和功率因数低等 问题，应东莞力源整流设备有限公司的邀请，项目组将研制一套40kW的三 相PWM整流器，改善开关电源的电能质量水平。
2.PWM整流电路及其基本原理分析
PWM整流电路主要分为电压型和 电流型两种，目前电压型PWM整流电 路较多。
单相PWM整流电路：
3.利用2、3、4月份进行程序的进一步调试与完善，包括液晶 显示，并考虑与开关电源后级DC/DC变换器连接并网的难点与 问题；
谢谢各位！
请罗老师和各位同门 批评指正！
右图a和b分别为单相半桥和全桥 PWM整流电路。全桥电路包括一对开 关臂，而半桥电路只有一个开关臂， 并外一臂由两个电容串联组成，其电 容中点和交流电源连接。
三相pwm逆变器工作原理
三相pwm逆变器工作原理
三相PWM逆变器工作原理是将直流电能转换为交流电能的装置。
它由H桥拓扑结构组成，包括6个功率开关器件（MOSFET、IGBT等）和3个LC滤波网络（电感、电容器等）。
在工作过程中，直流电源通过滤波电容充电，然后通过3对逆变器输出引脚连接到H桥中。
H桥电路具备6种状态组合，通过适时开关和关断功率开关器件，可以按照PWM调制技术控制输出交流电的频率和幅值。
为了实现三相交流输出，逆变器通过交错地控制三个电路的导通状态，从而形成一个旋转的磁场。
这种旋转磁场可以驱动电机或负载产生连续的旋转力矩。
具体实现过程中，在每个电路的一半时间内，两个功率开关器件中的一个处于导通状态，而另一个处于非导通状态。
为了减小输出谐波和电流波形失真，PWM控制技术被用于快速开关和关闭功率开关器件，以调整占空比，从而改变输出电压频率和振幅。
通过逆变器输出端的LC滤波网络，可以过滤掉PWM调制过程中产生的高频谐波，保证输出交流电是干净的正弦波。
总之，三相PWM逆变器利用H桥和PWM调制技术，将直流电能转换为交流电能。
它在电力变换和电机驱动等领域具有广泛的应用。
三相电压型PWM整流器及其控制的设计_毕业论文 精品
华东交通大学理工学院Institute of Technology.East China Jiaotong University毕业论文Graduation Thesis（2009 —2013 年）题目：三相电压型PWM整流器及其控制的设计分院：电气与信息工程分院专业：电气工程及其自动化1摘要传统的二极管不可控整流器和晶闸管半控整流器输出的直流电压存在不同程度的波动，需要体积庞大的滤波装置、电网电流畸变率大、谐波含量大等缺点。
直流电压波动太大给负载带来了不良影响、滤波装置体积庞大会导致整流器笨重并且设备占地面积增大、电网电力畸变率大谐波含量高从而需要无功补偿装置，这些都增大了传统整流器的设计与运行成本。
本文从实际出发，首先介绍了三相电压型PWM整流器的发展史，电路的拓扑结构，以及电路的控制策略。
深入的研究了PWM整流器的数学模型，得到了一些有用的结论，重点研究了PWM整流器的控制策略，即SVPWM调制策略，设计了相应的控制器。
在MATLAB中搭建了仿真模型，仿真结果表明了所建立的控制系统是有效的，能够稳定三相电压型PWM整流器直流侧的直流电压，在负载突变后，也能很好的调节的直流电压保持不变，并且电网电流与电压同相，实现了单位功率因数运行。
关键字：PWM整流；SVPWM调制；仿真；单位功率因数AbstractTraditional controlled rectifier diode and thyristor half controlled rectifier output of the DC voltage varying degrees of volatility, the need for bulky filtering device, grid current distortion, harmonic content and other shortcomings. DC voltage is too volatile to the load brought adverse effects the filtering device bulky lead to rectifier bulky and equipment covers an area of increased, Power Grid distortion rate of high harmonic content and reactive power compensation device, which are increased conventional rectifier design and operating costs.From reality, this paper first introduces the history of the development of the three-phase voltage-type PWM rectifier circuit topology, and circuit control strategy. In-depth study of the mathematical model of PWM rectifier, got some useful conclusions, focus on the PWM rectifier control strategy, SVPWM modulation strategy, design the controller. In MATLAB to build a simulation model, the simulation results show that the established control systems are effective, stable three-phase voltage-type PWM rectifier DC side DC voltage, load mutation, can be well regulated DC voltage remains unchanged and the same phase of the grid current and voltage, to achieve unity power factor operation.Key words: PWM rectifier; SVPWM modulation; simulation; unity power factor3目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)目录 (3)第1章绪论 (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 (1)1.1.2 功率因数校正技术 (2)1.2 PWM整流器国内外研究现状 (2)1.2.1 PWM整流器的分析与建模 (3)1.2.2 三相PWM整流器控制技术的研究 (3)1.2.3 PWM整流器拓扑结构的研究 (3)1.2.4 PWM整流器系统控制策略的研究 (3)1.3 电压型PWM整流器的控制技术 (4)1.4 本文的主要研究内容和重点 (4)第2章三相PWM整流器的原理及其数学模型 (5)2.1 PWM整流器的基本原理 (5)2.1.1 三相PWM整流器拓扑结构 (5)2.2.1 ABC静止坐标系下的低频数学模型 (7)2.2.2 两相坐标系下的低频数学模型 (9)2.2.3 PWM整流器高频通用数学模型 (11)2.2.4 两相dq坐标系的PWM整流器高频数学模型 (14)第3章三相电压型PWM整流器的控制 (17)3.1电压型PWM整理器的电压空间矢量控制技术 (17)3.2 SVPWM算法在MATLAB中的实现 (17)3.2.1 参考电压矢量所在扇区N的判断 (18)3.2.2 不同扇区两相邻电压空间矢量的作用时间 (22)第4章三相电压型PWM整流器的建模和仿真 (25)4.1 三相VSR直流电压控制 (25)4.2PWM整流器整体仿真 (27)第五章结论与展望 (29)参考文献 (30)第1章绪论1.1 课题的研究背景与意义近十几年来，随着电力电子装置的谐波污染受到愈来愈广泛的重视，随着用电设备谐波标准和电机系统节能工程的推广实施，必将会很大程度上促进对PWM 整流器的发展。
三相pwm逆变器工作原理
三相pwm逆变器工作原理
三相PWM逆变器是一种将直流电源变换为三相交流电源的电子装置。
它采用了PWM（脉宽调制）技术来控制输出的电压和频率。
工作原理如下：
1. 输入直流电源通过整流电路进行滤波，将直流电源转换为稳定的直流电压。
2. 控制电路根据输入的控制信号，通过三相桥臂中的IGBT （绝缘栅双极型晶体管）或MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）开关元件来控制电流的流向和大小。
3. 控制电路根据输入的控制信号生成PWM信号，将其发送给三相桥臂中的开关元件，以控制每个开关元件的导通时间和断开时间。
4. 通过不同的PWM信号控制方式，可以调整输出电压的幅值和频率。
一般情况下，采用空间矢量调制（SVPWM）方式，将三相PWM信号转换成一个类似正弦波的输出电压。
5. 输出的交流电压通过滤波电路平滑处理，得到稳定的三相交流电源。
三相PWM逆变器的工作原理可以通过调节控制信号的幅值和频率，实现对输出电压的精确控制。
它在工业应用中广泛应用于变频调速、电力传输和分布式发电等领域。
三相pwm逆变器的基本原理
三相pwm逆变器的基本原理
三相PWM逆变器是指使用PWM技术，将直流电源转换为三相交流电源的逆变器。
其基本原理可以分为三个步骤：
1.直流电源的变换：将直流电源通过升压变压器变换为所需的电压，然后通过整流电路得到直流电压。
2.PWM的产生：利用控制电路，对于逆变的输出波形进行精确控制。
控制电路通过比较A/D转换的一组参考信号和三相输出信号的大小关系产生PWM信号，并将其输出到逆变器中的三相桥臂上。
3.逆变输出：经过PWM信号控制的三相桥臂，将直流电源的直流电压分别分割成三相电压，在输出变压器所需变压比和相应的滤波器作用下，就可以产生所需要的三相输出电压。
通过这种方式，三相PWM逆变器可以在变换过程中实现电能的高效转换，同时也可以做到线路的简洁和噪声的低限。
因此，在很多工业和家用电器中都有广泛的应用。
三相电压型逆变电路中变频变压的控制方式
三相电压型逆变电路中变频变压的控制方式1.引言1.1 概述随着现代电力系统及电子技术的发展，逆变电路在工业和家庭领域的应用越来越广泛。
三相电压型逆变电路是一种常见的逆变电路类型，可以将直流电源转换为交流电源，用于驱动交流电动机或供电给交流负载。
三相电压型逆变电路的基本原理是利用逆变器将直流电源的电压转换为三相交流电压。
这种逆变电路由三相桥式逆变器、LC滤波器和负载组成。
逆变器通过控制开关管的开关动作，将直流电源的电压逆变为可控制的三相交流电压。
LC滤波器用于平滑交流输出电压，提高电路的稳定性和纹波滤波效果。
变频变压则是指逆变电路通过改变交流输出电压的频率和幅值，实现对交流电机速度和转矩的精确控制。
变频变压的控制方式有多种，包括PWM（脉宽调制）控制、SPWM（正弦PWM）控制、SVPWM（空间矢量PWM）控制等。
这些控制方式通过调整逆变器中开关管的开关时间和频率，以及调节控制信号的幅值，实现对输出交流电压的精确控制。
本文将重点探讨三相电压型逆变电路中变频变压的控制方式。
通过深入分析这些控制方式的原理和特点，我们可以更好地理解逆变电路的工作原理，为逆变电路的设计和应用提供参考。
同时，本文将对当前变频变压控制方式的研究进展和未来发展方向进行展望，以为相关领域的研究者提供参考和启示。
1.2 文章结构文章结构决定了文章的布局和组织方式，对读者理解文章内容和观点的逻辑顺序起到重要的指导作用。
本文将按照以下结构进行阐述和探讨三相电压型逆变电路中变频变压的控制方式。
首先，我们将在引言部分概述本文的目的和主要内容，并简要介绍三相电压型逆变电路的基本原理，为后续的内容奠定基础。
通过引言的概述，读者可以对本文的主题和结构有一个整体的把握。
接下来，正文部分将分为两个主要章节展开讨论。
第一章节将详细阐述三相电压型逆变电路的基本原理，包括其工作原理、电路组成和工作状态等方面的内容。
通过对三相电压型逆变电路的基本原理的介绍，读者可以全面了解这种电路的特点和原理，为后续的控制方式讨论提供理论基础和背景知识。
不平衡电网电压下三相PWM整流器控制策略的研究
不 平衡 电网 电压 下 三相 Ｐ ＷＭ 整 流 器 控 制 策 略 的研 究
李文生 ， 李 杨
（ 合肥 工业 大学电气 与 自动化工程学院 ， 安徽 合肥 ２０ ０ ） ３ ０ ９
摘 要 ： 不平 衡 电 网 电压 下 三 相 电压 型 Ｐ Ｍ 整 流 器的 优 越 性 能 受到 了很 大 的影 响 ， 原 因是 由 于 直 流 电压 产 生 了 在 Ｗ 其 奇 次 谐 波 以及 交 流 的 电 流 产 生 了偶 次谐 波 。三 相 Ｐ ＷＭ 整 流 器 直 流侧 电 压 的二 次 谐 波 以 及 在 交 流 侧 电 流 所 产 生 的 负序 分量都将对整流器 负载性能产生影响 ， 同时还将 影响直流侧 电容寿命 。文章提 出一种新型不平衡观 测器及其控 制策略 可
中图分类号 ： ＴＭ４ １ ６
文献标识码 ： Ａ
Ａ ｅ Ｃ ｎ ｒ ｌ ｅ ｈ ｄ ｆ ｒＰ Ｍ ｏｔ ｇ － ｏ ｒ ｅＣｏ ｖ ｒｅ ｓ ｕ ｄ ｒ Ｎ ｗ ｏ ｔｏ ｔ ｏ ｏ Ｗ Ｍ Ｖ ｌ ｅＳ ｕ ｃ ｎ ｅ ｔ ｒ ｎ ｅ ａ Ｕ ｎ ａａ ｃ ｄ Ｉ ｐ ｔＶｏ ｔｇ ｎ ｉｉｎ ｂ ｌｎ ｅ ｎ ｕ ｌａ ｅＣｏ ｄｔ ｏ
三相PWM逆变器传导电磁干扰主动抑制方法研究
三相PWM逆变器传导电磁干扰主动抑制方法研究三相PWM逆变器在工业控制和电力传输等领域得到广泛应用，但由于其工作过程中存在电磁干扰的问题，对系统可靠性和传输质量造成了一定的影响。
因此，对于三相PWM逆变器传导电磁干扰的主动抑制方法进行研究具有重要的意义。
传导电磁干扰是指逆变器在工作过程中，高频电流、电压信号通过导线、电缆等传输路径而产生的电磁辐射干扰的现象。
传导电磁干扰主要分为电源直流侧和交流输出侧两个方面。
针对这两个方面，以下是对三相PWM逆变器传导电磁干扰主动抑制方法的研究。
在电源直流侧方面，可以采取以下措施来抑制电磁干扰。
首先，电源端滤波器的设计是非常重要的。
合理选择高频滤波器能够有效地滤除功率电子器件产生的高频噪声，同时减少共模噪声的产生。
滤波器的参数设计应考虑到电磁干扰的频率范围和衰减要求，通过合理设计可以提高系统的抗干扰能力。
其次，在电源连接线上添加串联电感和电容器进行滤波。
串联电感能够阻抗高频干扰，在电源端起到电流滤波的作用，而串联电容器则可以滤波电源端的高频信号。
另外，对于电源输入端进行屏蔽处理，采用金属外壳对电源进行包围，能够有效地隔离其产生的电磁辐射，并通过接地来消除共模噪声。
在交流输出侧方面，可以采取以下措施进行电磁干扰的主动抑制。
首先，采用输出端的滤波设计。
可以增加电感和电容等滤波元件来抑制输出电压中的高频干扰，提高输出电压的纹波性能。
其次，优化逆变器输出端的线路布局，减少回路面积。
减小回路面积可以有效地减少电磁耦合，降低电磁辐射干扰。
此外，逆变器输出端的连接线和线束应尽量缩短，减少回路长度，从而减少电磁耦合和辐射。
总的来说，针对三相PWM逆变器传导电磁干扰的主动抑制方法主要包括电源直流端和交流输出端的抑制措施。
通过合理设计和优化电源输入端滤波器、采取屏蔽处理和增加滤波元件等方法，可以有效地降低电磁干扰的产生。
同时，通过优化输出端的滤波设计、布局和连接线等措施，也能够有效地减少电磁辐射干扰。
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电压型三相PWM逆变器控制的研究
[摘要]电压型三相PWM逆变器作为电力系统的关键设备，对于能源的转换效率和可靠性具有举足轻重的作用，其控制技术更是备受世界各国学者的关注。
因此，本文我们重点对电压型三相PWM逆变器的电流控制技术进行了分析，以期为提高电压型三相PWM逆变器的性能提供一些有益的参考。
【关键词】电压型三相PWM逆变器；控制；技术
随着新能源分布式发电系统的发展，当大电网出现电压骤升、骤降、不平衡和谐波等电能质量问题或有计划检修时，系统转入孤岛运行模式，此时的电压（指电压幅值）和频率由内部微电源控制器负责调节。
在这种情况下，传统的并网逆变器控制方式难以满足电力系统稳定运行的需要，因此要研究适用于电力系统的电压型三相PWM逆变器控制技术。
1、电压型三相PWM逆变器的概述
电压型逆变器是应用最广的一种DC-AC变换器，其直流侧以电容为能量缓冲元件，从而使其直流侧呈现出电压源特性。
根据电压型逆变器的控制方式和结构的不同，电压型逆变器主要可分为方波型、阶梯波型、正弦波型（PWM型）三类。
电压型方波逆变器以及电压型阶梯波逆变器当需要改变输出电压幅值时，一般采用脉冲幅值调制（PAM）或单脉冲调制（SPM），它们应用于大功率场合具有开关损耗低，运行可靠等优点，但也存在动态响应慢、谐波含量大（方波逆变器）、结构复杂（阶梯波逆变器）等一系列不足。
为此考虑设计另一类能克服上述不足且性能优越的电压型逆变器，即脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）电压型逆变器。
这种电压型正弦波逆变器一般应具有以下特点：（1）逆变器的直流电压可采用结构简单的不控整流电路。
（2）利用单一的功率电路及其控制，可同时调整输出频率和输出电压，动态响应快。
（3）由于输出电压的谐波频率主要分布在开关频率及其以上频段，因而输出谐波含量低。
根据输出电流的相数，电压型PWM逆变器又可以分为电压型单相PWM逆变器和电压型三相PWM逆变器。
其中，电压型单相PWM逆变器受到电网负载平衡要求、功率器件容量、零线电流和用电负载性质的影响，其容量一般都在100KV A以下，而电压型三相PWM逆变器多应用于大容量的逆变电路。
2、电压型三相PWM逆变器控制方法的分析
2.1电压型三相PWM逆变器控制方法的概述
电压型三相PWM逆变器在独立模式下一般采用双闭环控制，即由电压环控制输出电压，采用电流环提高系统的动态响应速度。
根据反馈电流的采样，电流
环可分为采用电容电流瞬时值反馈控制和电感电流瞬时值反馈控制。
在并网模式下，电压型三相PWM逆变器控制方法可分为电流型控制和电压型控制，其并网模型如图1，其中i0是逆变器输出电流，Zg是电网阻抗，uN是进网电压，u0是逆变器输出电压。
2.2电压型三相PWM逆变器的电流控制技术
2.2.1线性控制方法。
线性控制方法是一种传统的电流控制技术，其可分为状态回馈控制、PI静态和同步控制、开关频率恒定预测控制方法，具有开关频率恒定、直流电压利用率较高、谐波含量较低和正选脉宽调制更加优化等优点，因此受到了广泛的应用。
（1）状态回馈控制器。
基于线性多变量状态回馈理论，状态回馈控制器通过利用极点配置技术来获得状态回馈系数矩阵，它能够对电动势电压进行动态补偿，因此控制性能较优。
通过积分部分，状态回馈控制器可以将静态误差降至最低，但是其暂态误差却比较大，因此可以在状态反馈中引入参考电压前馈信号和扰动输入信号。
（2）PI静态控制器。
通过三个PI误差调节器，PI静态控制器会产生SPWM 的参考电压，然后对三角载波和参考电压进行比较并产生控制信号，从而控制逆变开关的闭合。
PI静态控制器虽然是依据SPWM技术来进行设计的，但是将输出电流波动回馈控制加入到其中，并且影响了开关次数，因此具有不同的动作原理，其积分部分可以减小低频误差。
PI静态控制器的缺点是控制性能不及状态回馈控制器，并且需要通过加入锁相环和前馈校正来对其固有的跟踪误差进行补偿。
（3）PI同步矢量控制器。
基于空间矢量电流控制方法能够通过理想的电流表达式来确保系统的稳定运行，其拥有两个PI调节器，分别对同步旋转坐标系中d、q电流分量进行控制。
还有一种同步矢量控制器工作在静止α—β坐标系下，它的控制变量为交流变量，控制系统内环由乘法器和两个积分器构成变频发生器，为PWM调制器提供参考电压来消除稳态电流误差。
（4）开关频率恒定预测控制器。
在每一个调制周期的开端，开关频率恒定预测控制器会根据实际误差和交流侧参数R、L和E，来对电流误差矢量进行预测，从而对下一个调制周期内的电压矢量进行确定，从而将预测误差降至最低。
2.2.2非线性控制方法。
非线性控制方法主要包括在线优化控制和滞环电流控制方法，此外模糊逻辑控制和神经网络控制方法也包含在内。
（1）滞环电流控制方法。
滞环电流控制是有一组两电平的滞环比较器，一旦偏差超过了滞环环宽时，滞环比较器就会进行相应的开关操作。
相较于线性控制方法，滞环电流控制具有跟踪误差小、操作简便、受负载参数变化影响较小、鲁棒性强和动态性能较好的优势，但它也存在着如下不足：滞环电流控制具有固
有的随机性，这使得其运动具有不平衡性，从而对其展开保护比较困难；滞环电流控制器的开关频率会随着交流电压和负载参数的变化而变化。
（2）在线优化控制方法。
由于采用实时优化算法，在线优化控制器需要复杂的在线计算，因此其应用不是特别广泛，必须利用微处理器来进行设计。
2.2.3其他新方法。
除了线性控制方法和非线性控制方法外，近年来电压型三相PWM逆变器电流控制技术还开发了许多新的方法，如在线训练人工神经网络电流控制器和输入输出线性化回馈控制，其中在线训练人工神经网络电流控制器是基于自适应滤波器的，需要很高的采样频率才能获得较好的性能，并且需要很长的学习时间；输入输出线性化回馈控制器的内环为电流控制器，采用输入输出线性回馈控制方法，外环为直流电压回馈控制器，回馈变量为直流电压的平方，能够极大地提高系统的控制性能和降低成本。