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电网不平衡条件下PWM整流器及其控制策略的研究与设计

葛广凯  
【摘要】: 本文对PWM整流器进行了分析并构建其数学模型,依据该模型对三相VSR(电压源型PWM整流器)的控制策略进行了分析和比较。 在实际电网中,不平衡是比较普遍的现象,在这样的情况下仅使用传统的控制策略,会给交流侧电流和直流侧电压带来谐波,因此需要对控制策略进行改进。本文在三相静止坐标系下构建数学模型,并总结了电网电压不平衡条件下三相VSR抑制交流侧负序电流和抑制直流侧二次谐波两种控制策略,当电网不平衡时,电量的正、负序分量计算是三相VSR控制系统中重要的环节。本论文通过对现行的计算方法—陷波法进行研究和分析之后,提出了一种新的正、负序计算方法—延迟法。该方法的可行性和实用性通过仿真和实验得到验证。并通过MATLAB中SIMULINK构建模型并对这两种控制策略进行仿真实验。 在PWM整流器主电路参数设计中,一般按电网平衡条件进行设计。在电网不平衡条件下,对电感进行设计时又不考虑平衡电网对三相VSR性能的影响,所以本文提出了一种交流侧电感设计原则。在采用不平衡控制策略的前提下,在设计电感时既要充分考虑不平衡电网对三相VSR的影响,同时也要考虑平衡电网的影响。通过仿真和实验验证了该方法的可行性。 通过理论分析和实验验证,搭建了以TMS320LF2407为控制芯片的三相VSR实验平台,包括系统的硬件解决方案和软件方案,实验结果表明,本文提出的正、负序检测方法和电感设计方法都是可行的。


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