下载文档原格式
单相PWM整流器的直接电流主要控制策略分析作者：苑玉权来源：《科技创新与应用》2016年第25期摘要：伴随着我国科学技术以及相关电力技术的不断发展，现阶段我国的电力系统非常发达，同时电力系统中使用的设备也变得种类繁多，功能齐全。
在这种状态下，一旦使用大量的电力设备就会导致我国的电力系统中出现电流超负荷以及电压超负荷。
我国现阶段解决这种问题的办法之一就是使用单相PWM整流器来进行电流控制。
文章主要针对单相PWM整流器的直接电流控制策略进行详细的阐述以及分析，希望通过文章的分析以及阐述能够有效地提升我国电流控制的效果，同时也为我国电力系统的进一步发展以及创新贡献力量。
关键词：单相PWM整流器；直接电流的控制；分析；控制策略我国近些年的电子设备尤其是带有一定功率的电子设备正在越来越多的被应用，这样的状况就直接导致了我国的国家电网系统承载了越来越多的非线性电力负载，给我国国家电网中的电流以及电压带来了很多问题，其中谐波污染是一个较为突出的问题。
为了解决这一问题，我国的电力系统引进了PWM整流器，通过整流器的有效处理，大大地提升了电力系统中的系统功率因数，这样就会在很大程度上减少电网系统中的谐波污染。
通过一段时间的应用，整流器的功能和使用效果逐渐被人们认可以及关注。
在整流器工作过程中根据系统中的电感电流的运行状态可以分析两种工作模式。
第一种是电流断续的整流器工作模式；第二种是电流连续的整流器工作模式。
上述两种整流器工作模式中，电流连续的工作模式受到了更多的应用和重视，主要的原因是电流连续整流器的工作模式具有四个优点，第一个是连续电流的整流器能够有效地进行小波纹的电流输出；第二个是连续电流的整流器更加容易进行滤波操作；第三个是连续电流模式的整流器元器件的工作损耗小；第四个是连续电流模式的整流器能够进行大功率的电流控制。
在连续电流模式的整流器工作过程中，工作电流反馈量主要是有瞬间电流感应数值作为参考，这样就能够保障整流器在工作过程中进行直接电流的有效控制以及间接电流的有效控制。
PWM整流器前馈解耦控制策略作者：吴波来源：《物联网技术》2017年第11期摘要：提高PWM整流器抗负载扰动能力、减少直流母线电容量是PWM整流器研究的重要内容。
文中针对常规PWM双闭环PI整流器容易受负载波动影响的特点，提出了通过设计前馈解耦控制方式来改善抗负载扰动的性能。
通过该整流器的物理电路建立了该整流器的模糊PI控制数学模型。
Matlab/SimuLink仿真表明，通过前馈解耦方式可以提高整流器的抗负载扰动能力。
关键词：整流器；前馈解耦；直流稳定；PWM中图分类号：TP39；TM461 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2017）11-00-020 引言三相PWM整流器与传统的二极管不控整流和晶闸管相控整流相比可以实现输入电流正弦化和可控的功率因数，同时可降低输入电流谐波，实现能量的双向流动。
三相PWM整流器与PWM逆变器组成的双PWM变换器在电气传动和电源变换领域得到了广泛应用，另外在分布式能源中也获得了广泛应用。
在PWM整流器的应用中，直流电压的稳定至关重要，当负载急剧变化时，提高直流电压的静态稳定性和动态调节响应速度对提高PWM整流器的性能至关重要，所以提高PWM整流器的稳态性能成为PWM整流器研究的重要内容。
整流器的控制通常采用PI直接电流控制，但由于PWM整流器存在非线性耦合，且整流器在工作过程中易受外界负载的扰动，使得传统PI控制不能很好地适用于整流器的实际应用。
许多专家学者都试图用先进的控制理论取代传统的PI控制，但难以在实际应用中实现。
1 三相电压型PWM整流器电流环和电压环的设计三相电压型PWM整流器电流环和电压环的设计如图1所示。
对图1所示的电路结构，建立有开关函数描述的数学模型，如式（1）所示。
由于交流侧为交流时变量，采用PARK变换到（d，q）坐标系中，以对直流变量进行控制。
式中：ed、eq为三相VSR电网交流电动势矢量Edq的d、q分量； id、iq为三相VSR电网交流电动势矢量Idq的d、q分量；p为微分算子。
学士论文_三相电压型PWM 整流器原理及控制方法摘要随着电网谐波污染问题日益严重和人们对高性能电力传动技术的需要以及绿色能源的发展，PWM整流器技术已成为电力电子技术研究的热点和亮点。
三相电压型PWM 整流器可以做到高功率因数,直流电压输出稳定,具有良好的动态性能,还可实现能量的双向流动。
因此,成为当前电力电子领域研究的热点课题之一。
论文首先以三相电压型PWM整流器的主电路拓扑结构,阐述三相电压型PWM整流器的基本工作原理并建立了三相电压型PWM整流器的数学模型；其次,介绍三相电压型PWM整流器的控制方法,深入研究三相电压型PWM整流器的空间电压矢量脉宽调制控制方法, 以TI公司的TMS320LF2407A芯片作为控制器，选用三菱公司的IPM模块进行三相电压型PWM整流器系统的硬件设计，包括主电路、检测控制电路,保护电路等；结合硬件设计的基础之上，完成相应的软件设计。
关键词PWM整流器电压空间矢量PWM（SVPWM）控制DSP Title Design of three-phase PWM Rectifier powerAbstractWith the serious problem of harmonics pollution to the power system and the need of high performance of AC drive application and the development of the green power technology，PWM rectifier has become a highlight in the field of power electronics. Three-phase PWM rectifiers have recently been an active research topic in power electronics due to more virtues, such as sinusoidal input currents, unity power factor , steady output voltage, good dynamics and bin-directional energy flow.Firstly, the thesis elaborated the basic principle of work for the PWM rectifier according to main circuit topology of three-phase voltage-type PWM rectifier, and the establishment of a three-phase voltage-type PWM rectifier model; Secondly, the thesis proposed the three-phase voltage-type PW M rectifier’s control strategy. Based on the control strategy it has studied the space voltage vector pulse width modulation control method. With TI company's TMS320LF2407A chip as controllers, choose Mitsubishi company IPM module for three-phase voltage source PWM rectifier system hardware design, including the main circuit, detection control circuit, protect circuit, etc.; Combined with the basis of hardware design, software design of complete corresponding.Keywords PWM rectifier Voltage space vector PWM (SVPWM) control DSP目录第一章绪论 (1)1.1 课题研究背景及意义 (1)1.2 国内外PWM 整流器研究发展现状 (2)1.3 本课题研究的内容 (6)1.4 本章小结 (6)第二章三相电压型PWM 整流器原理及控制方法 (7)2.1 方案论证 (7)2.1.1 微处理器的选择 (7)2.1.2 功率器件的选用 (8)2.2 三相电压型PWM整流器主电路拓扑结构 (9)2.3 PWM整流器运行的基本原理 (10)2.4 三相电压型PWM整流器的数学模型 (13)2.4.1 三相VSR一般数学模型 (13)2.4.2 dq坐标系下三相VSR数学模型 (15)2.5 三相电压型PWM整流器控制方法 (15)2.6 电压空间矢量PWM（SVPWM）控制 (17)2.6.1 SVPWM基本原理 (18)2.6.2 SVPWM的合成 (19)2.6.3 SVPWM与SPWM控制的比较 (21)2.7 本章小结 (22)第三章三相电压型PWM整流器系统硬件设计 (22)3.1 硬件系统设计 (22)3.2 主电路设计 (23)3.2.1 进线熔断器 (23)3.2.2 功率器件选型 (24)3.2.3 交流侧电感设计 (24)3.2.4 直流侧电容选取 (28)3.2.5 IPM保护及其接口电路 (29)3.3 检测控制电路设计 (31)3.3.1 过零检测电路设计 (31)3.3.2 采样调理电路设计 (32)3.3.3 温度检测电路设计 (33)3.3.4 DSP控制电路设计 (34)3.4 本章小结 (36)第四章三相电压型PWM整流器软件设计 (36)4.1 系统资源分配 (37)4.2 控制软件的构成 (38)4.2.1 主程序设计 (38)4.2.2 中断服务程序设计 (39)4.2.3 子程序设计 (41)4.3 本章小结 (43)结论 (43)致谢 (44)参考文献 (45)附录电气原理图............................................................................ 错误!未定义书签。
低开关频率下三相PWM整流器电流解耦控制研究王颖杰;王文超;左慧芳;齐东迁;吴迪【摘要】在中高压大功率PWM整流器中,功率器件工作在较低开关频率下,这造成了PWM发波和采样延时增加,使得控制时dq轴电流分量交叉耦合严重,不利于系统控制.为解决这一问题,基于传递函数阵模型,定义耦合度函数对系统耦合进行分析.分析表明,随着开关频率的降低,系统耦合愈加严重,传统解耦控制已无法适用.结合串联解耦和状态反馈,提出一种新型的解耦控制策略.该策略在不同的开关频率下,均能有效地消除系统的交叉耦合,实现dq轴电流的独立控制.同时,解耦后系统得到了简化,利于控制器设计,提高系统的控制性能.实验结果验证了理论分析的正确性与所提解耦控制策略的可行性.【期刊名称】《电机与控制学报》【年(卷),期】2017(021)001【总页数】8页(P51-58)【关键词】传递函数阵;低开关频率;交叉耦合;PWM整流器【作者】王颖杰;王文超;左慧芳;齐东迁;吴迪【作者单位】中国矿业大学电气与动力工程学院,江苏徐州221008;电光防爆科技股份有限公司,浙江温州325600;中国矿业大学电气与动力工程学院,江苏徐州221008;中国矿业大学电气与动力工程学院,江苏徐州221008;电光防爆科技股份有限公司,浙江温州325600;淮海工学院电子工程学院,江苏连云港222005【正文语种】中文【中图分类】TM46脉宽调制(pulse-width modulation，PWM)整流器具有较高的电能转换效率，可实现功率双向流动，已被广泛地应用在金属轧制、矿井提升、船舶推进、机车牵引等领域。
随着器件电压升高、功率加大，开关损耗随之增加。
为提高装置的输出功率，一般需降低功率器件的开关频率[1-3]，如西门子公司SM150系列中压变频器，容量为1～5 MVA时，功率器件采用HV-IGBT，其开关频率在300～500 Hz之间[4]。
开关频率的降低，导致信号采样以及PWM发波延时增大，会在dq坐标系下引入交叉耦合[5]，使系统复杂化，设计难度增加，从而影响系统的控制性能，而常规的前馈解耦[6-9]这时已无法满足系统的解耦需求。
单相PWM整流器的直接电流主要控制策略分析伴随着我国科学技术以及相关电力技术的不断发展，现阶段我国的电力系统非常发达，同时电力系统中使用的设备也变得种类繁多，功能齐全。
在这种状态下，一旦使用大量的电力设备就会导致我国的电力系统中出现电流超负荷以及电压超负荷。
我国现阶段解决这種问题的办法之一就是使用单相PWM整流器来进行电流控制。
文章主要针对单相PWM整流器的直接电流控制策略进行详细的阐述以及分析，希望通过文章的分析以及阐述能够有效地提升我国电流控制的效果，同时也为我国电力系统的进一步发展以及创新贡献力量。
标签：单相PWM整流器；直接电流的控制；分析；控制策略我国近些年的电子设备尤其是带有一定功率的电子设备正在越来越多的被应用，这样的状况就直接导致了我国的国家电网系统承载了越来越多的非线性电力负载，给我国国家电网中的电流以及电压带来了很多问题，其中谐波污染是一个较为突出的问题。
为了解决这一问题，我国的电力系统引进了PWM整流器，通过整流器的有效处理，大大地提升了电力系统中的系统功率因数，这样就会在很大程度上减少电网系统中的谐波污染。
通过一段时间的应用，整流器的功能和使用效果逐渐被人们认可以及关注。
在整流器工作过程中根据系统中的电感电流的运行状态可以分析两种工作模式。
第一种是电流断续的整流器工作模式；第二种是电流连续的整流器工作模式。
上述两种整流器工作模式中，电流连续的工作模式受到了更多的应用和重视，主要的原因是电流连续整流器的工作模式具有四个优点，第一个是连续电流的整流器能够有效地进行小波纹的电流输出；第二个是连续电流的整流器更加容易进行滤波操作；第三个是连续电流模式的整流器元器件的工作损耗小；第四个是连续电流模式的整流器能够进行大功率的电流控制。
在连续电流模式的整流器工作过程中，工作电流反馈量主要是有瞬间电流感应数值作为参考，这样就能够保障整流器在工作过程中进行直接电流的有效控制以及间接电流的有效控制。
三电平PWM整流器控制方法研究近年来，随着电力系统的发展和电力负荷的增加，对于电力变换和控制技术的需求也在不断增加。
而三电平PWM整流器作为一种重要的电力变换设备，其控制方法的研究显得尤为重要。
本文将就三电平PWM整流器的控制方法进行研究探讨。
首先，三电平PWM整流器的控制方法主要包括两种，即传统的基于脉宽调制的控制方法和基于模型预测控制的方法。
传统的脉宽调制方法主要通过调节开关器件的开关频率和占空比来控制输出电压的波形，以实现电力变换的目的。
而基于模型预测控制的方法则是通过建立数学模型，预测系统的状态和输出，并根据预测结果进行控制。
其次，在传统的脉宽调制方法中，常用的控制策略有三种，即基于电流控制的方法、基于电压控制的方法和基于电流电压双闭环控制的方法。
其中，基于电流控制的方法主要通过控制输入电流来实现对输出电流的控制，以保证输出电流稳定。
基于电压控制的方法则是通过控制输出电压来实现对输出电流的控制，以保证输出电压稳定。
而基于电流电压双闭环控制的方法则是综合考虑了输入电流和输出电压的控制要求，以实现更为精确的控制。
最后，基于模型预测控制的方法是近年来较为新兴的一种控制方法。
该方法通过建立系统的数学模型，并根据模型的预测结果进行控制，以实现对输出波形的精确控制。
相比于传统的脉宽调制方法，基于模型预测控制的方法具有更高的控制精度和响应速度，能够更好地适应电力系统的需求。
综上所述，三电平PWM整流器的控制方法研究涉及传统的脉宽调制方法和基于模型预测控制的方法。
在传统的方法中，基于电流控制、电压控制和电流电压双闭环控制是常用的策略。
而基于模型预测控制的方法则是一种较新的控制方法，具有更高的精度和响应速度。
在未来的研究中，我们还可以探索更多的控制策略，以进一步提高三电平PWM整流器的控制性能。
