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三相大功率PWM整流器系统的研究

张晓峻  
【摘要】: PWM整流器是真正意义上的绿色环保的电力电子变换装置,是解决谐波问题的根本措施,PWM整流器具有输出电压可调,功率因数可控,网侧电流正弦化,能量双向流动等优点,解决了传统整流器对电网造成的污染的问题,同时,PWM整流器具有四象限运行的特点,因而成为当今电力电子技术领域研究的一个热点。PWM整流器所具备的各种优点使其在静止无功补偿,有源电力滤波,高压直流输电,电气传动,可再生能源的并网发电等领域得到了广泛的应用。 本文以三相电压型PWM整流器为研究对象,阐述了三相电压型PWM整流器的主电路拓扑结构,分析了PWM整流器的基本原理,推导了三相电压型PWM整流器的数学模型,控制策略,深入研究了基于空间电压矢量脉宽调制的三相电压型PWM整流器的双闭环控制方法,进行了三相电压型PWM整流器的控制器,主电路元件参数的设计。 为了验证系统设计的正确性,论文中利用Matlab软件建立了主电路、空间电压矢量PWM控制模块及PI控制调节器的仿真模型,进行了三相电压型PWM整流器整个系统的仿真。仿真结果表明,本文所设计的系统是正确的,控制策略可行;采用本文所提出的控制方法,三相电压型PWM整流器实现了高功率因数运行,并实现了能量的双向流动,对实际设计具有参考指导意义。 为了验证实际系统的运行情况,本文设计了以TI公司的TMS320F28335型号的DSP为控制芯片的三相电压型PWM整流器的硬件系统及软件系统,搭建了实验平台,并进行了实际系统的调试,实验结果证明了本文所阐述的理论及系统的设计是正确的。


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