07同步旋转坐标变换与PWM整流器
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PWM整流器的系统等效电路
4
西南交通大学
三相电压源型整流器主电路
a bc
+ udc _
5
西南交通大学
三相电压源型整流器等效电路
Ua
Ra
La
ia Va
1 0
Sa 1 + Sb 1 Sc 0 Vdc
iload
Ub
Rb
Lb
ib Vb
0
Uc
Rc
Lc
ic Vc
电源
6
连接电抗
三相桥开关
直流电容 负载
西南交通大学
21
1 0
Sa 1 0 + Sb 1 Sc 0 Vdc
iload
西南交通大学
PWM输出端相电压方程
dia S a + Sb + S c R 1 = − + − − i u ( ) S V a a a dc dt L L 3 dib S a + Sb + S c R 1 i u S V = − + − − ( ) b b dc b dt L L 3 dic S + Sb + S c R 1 = − ic + uc − ( Sc − a )Vdc L L 3 dt
iload
ub
Rb
Lb
ib
uc
Rc
Lc
ic Vc
以直流电容负端为参考点位, 桥臂A的输出端电压为:
Va = SaVdc
10
0 关断时 其中 Sa = 1 导通时
西南交通大学
连接电抗器数学模型
ua
Ra
La
ia Va
1 0
Sa 1 + Sb 1 Sc 0 Vdc
iload
ub
Rb
Lb
ib Vb
电力电子应用中的基本模块
同步旋转坐标变换与 PWM整流器
舒泽亮 西南交通大学 电气工程学院 shuzeliang@swjtu.edu.cn
Modeling and Simulation of Power Electronics System
Paper Review
相关论文
2
西南交通大学
Paper Review
三相电压在abc坐标系下的表示
c c
U max
a
ua uabc u = = b uc
Basic Modules for Power Electronic Applications ——PWM Rectifier Control Using Synchronous Transformation Algorithm
Zeliang Shu Department of Electronic Engineering, Southwest Jiaotong University
15 西南交通大学
三相电流的微分方程
在大多数情况下，三相电网电压基本平衡，有：
0 ua + ub + uc =
dia (ua + ub + uc ) S a + Sb + S c 1 R = − + − − − ( ) ( ) i u S V a a a dc dt 3 3 L L (ua + ub + uc ) S a + Sb + S c 1 R dib ) − ( Sb − )Vdc = − ib + (ub − 3 3 L L dt (ua + ub + uc ) S a + Sb + S c 1 R dic − + − − − (uc ) ( Sc )Vdc dt = L ic L 3 3
题目
变速恒频双馈风力发电机交流励磁电源研究
作者
赵仁德
期刊
浙江大学博士论文
页码
43-61页
3
西南交通大学
Modeling and Simulation of Power Electronics System
Equivalent System Circuit of PWM Rectifier
dia ua − Ria − L − S aVdc dt dib − − SbVdc − L − Rib + ub dt 12
=0
西南交通大学
AB、BC、AC两桥臂回路三电压方程
Ua Ra La ia Va Ub Rb Lb ib Vb Uc Rc Lc ic Vc 1 0 Sa 1 0 + Sb 1 Sc 0 Vdc iload
20
西南交通大学
三相电流的微分方程
R 1 dia − ia + [ua − Va ] dt = L L R 1 dib = − ib + [ub − Vb ] L L dt R 1 dic − ic + [uc − Vc ] dt = L L
Ua Ra La ia Va Ub Rb Lb ib Vb Uc Rc Lc ic Vc
17 西南交通大学
三相电流的微分方程PWM输出相电压方程
dia S a + Sb + S c R 1 − ia + ua − ( S a − )Vdc dt = L L 3 dib S a + Sb + S c R 1 = − ib + ub − ( Sb − )Vdc L L 3 dt di S a + Sb + S c R 1 c = − ic + uc − ( Sc − )Vdc L L 3 dt
S a + Sb + S c ( Sa − )Vdc = a V 3 S a + Sb + S c ( Sb − )Vdc = V b 3 S a + Sb + S c ( Sc − )Vdc = c V 3
19
西南交通大学
三相电流的微分方程
R 1 dia − ia + [ua − Va ] dt = L L R 1 dib = − ib + [ub − Vb ] L L dt R 1 dic − ic + [uc − Vc ] dt = L L
dia dib ua − Ria − L − S aVdc − − SbVdc − L − Rib + ub = 0 dt dt dib dic ub − Rib − L − SbVdc − − ScVdc − L − Ric + uc = 0 dt dt dia dic ua − Ria − L − S aVdc − − ScVdc − L − Ric + uc = 0 dt dt
Modeling and Simulation of Power Electronics System
Mathatical Modle
数学模型
7
西南交通大学
理想开关下的三相电流模型
基尔霍夫电流定理：
ua Ra La ia Va ub Rb Lb ib Vb uc Rc Lc ic Vc 1 0 Sa 1 0 iabc idc Sb 1 Sc 0 + iload
iab= c idc + iload
其中
iabc = Sa ia + Sb ib + Sc ic
9
C dVdc = Sa iga + Sb igb + Sc igc − iload dt
d V idc = C dc dt
西南交通大学
理想开关电压模型
ua
Ra
La
ia Va Vb
1 0
Sa 1 0 + Sb 1 Sc 0 Vdc
0
uc
Rc
Lc
ic Vc
桥臂A连接电抗器上的电压与其电流的关系为:
di a V= Ri + L La a dt
11
西南交通大学
AB两桥臂电压回路方程
基尔霍夫电压定理：
ua Ra La ia Va ub Rb Lb ib Vb uc Rc Lc ic Vc 1 0 Sa 1 0 + Sb 1 Sc 0 Vdc iload
西南交通大学
两相静止坐标系
三相电压在abc坐标系下的表示
c
ua uabc u = = b uc
cos(ωt ) 2 U max cos(ωt - π ) 3 2 cos(ωt + π ) 3
a
b
25
பைடு நூலகம்
西南交通大学
13 西南交通大学
三相电流的微分方程
Ua Ra La ia Va Ub Rb Lb ib Vb Uc Rc Lc ic Vc 1 0 Sa 1 0 + Sb 1 Sc 0 Vdc iload
dia dt = dib = dt dic dt =
14
(ua + ub + uc ) S a + Sb + S c 1 R − ia + (ua − ) − ( Sa − )Vdc 3 3 L L (ua + ub + uc ) S a + Sb + S c 1 R − ib + (ub − ) − ( Sb − )Vdc 3 3 L L (ua + ub + uc ) S a + Sb + S c 1 R − ic + (uc − ) − ( Sc − )Vdc 3 3 L L
Ua Ra La ia Va Ub Rb Lb ib Vb Uc Rc Lc ic Vc
22
S a + Sb + S c ( )Vdc V = S − a a 3 S a + Sb + S c = ( − )Vdc V S b b 3 S a + Sb + S c = ( Sc − )Vdc c V 3
16 西南交通大学
三相电流的微分方程
在大多数情况下，三相电网电压基本平衡，有：
0 ua + ub + uc =
得到：
S a + Sb + S c R 1 dia − ia + ua − ( S a − )Vdc = dt L L 3 S a + Sb + S c R 1 dib )Vdc = − ib + ub − ( Sb − L L 3 dt dic S a + Sb + S c R 1 uc − ( S c − )Vdc dt = − L ic + L 3
Vdc
三相输入电流的关系:
iabc = Sa ia + Sb ib + Sc ic
8
0 关断时 其中 Sa = 1 导通时
西南交通大学
直流电容充放电电流计算
基尔霍夫电流定理：
ua Ra La ia Va ub Rb Lb ig Vb uc Rc Lc ic Vc 1 0 Sa 1 0 iabc idc + Sb 1 Sc 0 Vdc iload
18
西南交通大学
三相电流的微分方程PWM输出相电压方程
dia S a + Sb + S c R 1 )Vdc − ia + ua − ( S a − dt = L L 3 dib S a + Sb + S c R 1 = − ib + ub − ( Sb − )Vdc L L 3 dt dic S a + Sb + S c R 1 = − ic + uc − ( Sc − )Vdc L L 3 dt
1 0
Sa 1 0 + Sb 1 Sc 0 Vdc
iload
西南交通大学
Modeling and Simulation of Power Electronics System
Coordinator Transformation
坐标变换
23
西南交通大学
坐标变换关系
三相静止坐标系
ABC
αβ
24
dq
同步旋转坐标系
西南交通大学
三相电流的微分方程
在大多数情况下，三相电网电压基本平衡，有：
0 ua + ub + uc =
dia (ua + ub + uc ) S a + Sb + S c 1 R = ( ) ( ) − i + u − − S − V a a a dc dt 3 3 L L (ua + ub + uc ) S a + Sb + S c 1 R dib ) − ( Sb − )Vdc = − ib + (ub − 3 3 L L dt (ua + ub + uc ) S a + Sb + S c 1 R dic (uc − ) − ( Sc − )Vdc dt = − L ic + L 3 3
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三相电压源型整流器主电路
a bc
+ udc _
5
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三相电压源型整流器等效电路
Ua
Ra
La
ia Va
1 0
Sa 1 + Sb 1 Sc 0 Vdc
iload
Ub
Rb
Lb
ib Vb
0
Uc
Rc
Lc
ic Vc
电源
6
连接电抗
三相桥开关
直流电容 负载
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21
1 0
Sa 1 0 + Sb 1 Sc 0 Vdc
iload
西南交通大学
PWM输出端相电压方程
dia S a + Sb + S c R 1 = − + − − i u ( ) S V a a a dc dt L L 3 dib S a + Sb + S c R 1 i u S V = − + − − ( ) b b dc b dt L L 3 dic S + Sb + S c R 1 = − ic + uc − ( Sc − a )Vdc L L 3 dt
iload
ub
Rb
Lb
ib
uc
Rc
Lc
ic Vc
以直流电容负端为参考点位, 桥臂A的输出端电压为:
Va = SaVdc
10
0 关断时 其中 Sa = 1 导通时
西南交通大学
连接电抗器数学模型
ua
Ra
La
ia Va
1 0
Sa 1 + Sb 1 Sc 0 Vdc
iload
ub
Rb
Lb
ib Vb
电力电子应用中的基本模块
同步旋转坐标变换与 PWM整流器
舒泽亮 西南交通大学 电气工程学院 shuzeliang@swjtu.edu.cn
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U max
a
ua uabc u = = b uc
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15 西南交通大学
三相电流的微分方程
在大多数情况下，三相电网电压基本平衡，有：
0 ua + ub + uc =
dia (ua + ub + uc ) S a + Sb + S c 1 R = − + − − − ( ) ( ) i u S V a a a dc dt 3 3 L L (ua + ub + uc ) S a + Sb + S c 1 R dib ) − ( Sb − )Vdc = − ib + (ub − 3 3 L L dt (ua + ub + uc ) S a + Sb + S c 1 R dic − + − − − (uc ) ( Sc )Vdc dt = L ic L 3 3
题目
变速恒频双馈风力发电机交流励磁电源研究
作者
赵仁德
期刊
浙江大学博士论文
页码
43-61页
3
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Modeling and Simulation of Power Electronics System
Equivalent System Circuit of PWM Rectifier
dia ua − Ria − L − S aVdc dt dib − − SbVdc − L − Rib + ub dt 12
=0
西南交通大学
AB、BC、AC两桥臂回路三电压方程
Ua Ra La ia Va Ub Rb Lb ib Vb Uc Rc Lc ic Vc 1 0 Sa 1 0 + Sb 1 Sc 0 Vdc iload
20
西南交通大学
三相电流的微分方程
R 1 dia − ia + [ua − Va ] dt = L L R 1 dib = − ib + [ub − Vb ] L L dt R 1 dic − ic + [uc − Vc ] dt = L L
Ua Ra La ia Va Ub Rb Lb ib Vb Uc Rc Lc ic Vc
17 西南交通大学
三相电流的微分方程PWM输出相电压方程
dia S a + Sb + S c R 1 − ia + ua − ( S a − )Vdc dt = L L 3 dib S a + Sb + S c R 1 = − ib + ub − ( Sb − )Vdc L L 3 dt di S a + Sb + S c R 1 c = − ic + uc − ( Sc − )Vdc L L 3 dt
S a + Sb + S c ( Sa − )Vdc = a V 3 S a + Sb + S c ( Sb − )Vdc = V b 3 S a + Sb + S c ( Sc − )Vdc = c V 3
19
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三相电流的微分方程
R 1 dia − ia + [ua − Va ] dt = L L R 1 dib = − ib + [ub − Vb ] L L dt R 1 dic − ic + [uc − Vc ] dt = L L
dia dib ua − Ria − L − S aVdc − − SbVdc − L − Rib + ub = 0 dt dt dib dic ub − Rib − L − SbVdc − − ScVdc − L − Ric + uc = 0 dt dt dia dic ua − Ria − L − S aVdc − − ScVdc − L − Ric + uc = 0 dt dt
Modeling and Simulation of Power Electronics System
Mathatical Modle
数学模型
7
西南交通大学
理想开关下的三相电流模型
基尔霍夫电流定理：
ua Ra La ia Va ub Rb Lb ib Vb uc Rc Lc ic Vc 1 0 Sa 1 0 iabc idc Sb 1 Sc 0 + iload
iab= c idc + iload
其中
iabc = Sa ia + Sb ib + Sc ic
9
C dVdc = Sa iga + Sb igb + Sc igc − iload dt
d V idc = C dc dt
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理想开关电压模型
ua
Ra
La
ia Va Vb
1 0
Sa 1 0 + Sb 1 Sc 0 Vdc
0
uc
Rc
Lc
ic Vc
桥臂A连接电抗器上的电压与其电流的关系为:
di a V= Ri + L La a dt
11
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AB两桥臂电压回路方程
基尔霍夫电压定理：
ua Ra La ia Va ub Rb Lb ib Vb uc Rc Lc ic Vc 1 0 Sa 1 0 + Sb 1 Sc 0 Vdc iload
西南交通大学
两相静止坐标系
三相电压在abc坐标系下的表示
c
ua uabc u = = b uc
cos(ωt ) 2 U max cos(ωt - π ) 3 2 cos(ωt + π ) 3
a
b
25
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13 西南交通大学
三相电流的微分方程
Ua Ra La ia Va Ub Rb Lb ib Vb Uc Rc Lc ic Vc 1 0 Sa 1 0 + Sb 1 Sc 0 Vdc iload
dia dt = dib = dt dic dt =
14
(ua + ub + uc ) S a + Sb + S c 1 R − ia + (ua − ) − ( Sa − )Vdc 3 3 L L (ua + ub + uc ) S a + Sb + S c 1 R − ib + (ub − ) − ( Sb − )Vdc 3 3 L L (ua + ub + uc ) S a + Sb + S c 1 R − ic + (uc − ) − ( Sc − )Vdc 3 3 L L
Ua Ra La ia Va Ub Rb Lb ib Vb Uc Rc Lc ic Vc
22
S a + Sb + S c ( )Vdc V = S − a a 3 S a + Sb + S c = ( − )Vdc V S b b 3 S a + Sb + S c = ( Sc − )Vdc c V 3
16 西南交通大学
三相电流的微分方程
在大多数情况下，三相电网电压基本平衡，有：
0 ua + ub + uc =
得到：
S a + Sb + S c R 1 dia − ia + ua − ( S a − )Vdc = dt L L 3 S a + Sb + S c R 1 dib )Vdc = − ib + ub − ( Sb − L L 3 dt dic S a + Sb + S c R 1 uc − ( S c − )Vdc dt = − L ic + L 3
Vdc
三相输入电流的关系:
iabc = Sa ia + Sb ib + Sc ic
8
0 关断时 其中 Sa = 1 导通时
西南交通大学
直流电容充放电电流计算
基尔霍夫电流定理：
ua Ra La ia Va ub Rb Lb ig Vb uc Rc Lc ic Vc 1 0 Sa 1 0 iabc idc + Sb 1 Sc 0 Vdc iload
18
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三相电流的微分方程PWM输出相电压方程
dia S a + Sb + S c R 1 )Vdc − ia + ua − ( S a − dt = L L 3 dib S a + Sb + S c R 1 = − ib + ub − ( Sb − )Vdc L L 3 dt dic S a + Sb + S c R 1 = − ic + uc − ( Sc − )Vdc L L 3 dt
1 0
Sa 1 0 + Sb 1 Sc 0 Vdc
iload
西南交通大学
Modeling and Simulation of Power Electronics System
Coordinator Transformation
坐标变换
23
西南交通大学
坐标变换关系
三相静止坐标系
ABC
αβ
24
dq
同步旋转坐标系
西南交通大学
三相电流的微分方程
在大多数情况下，三相电网电压基本平衡，有：
0 ua + ub + uc =
dia (ua + ub + uc ) S a + Sb + S c 1 R = ( ) ( ) − i + u − − S − V a a a dc dt 3 3 L L (ua + ub + uc ) S a + Sb + S c 1 R dib ) − ( Sb − )Vdc = − ib + (ub − 3 3 L L dt (ua + ub + uc ) S a + Sb + S c 1 R dic (uc − ) − ( Sc − )Vdc dt = − L ic + L 3 3