PFC用三相高频PWM整流器的仿真研究毕业论文
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毕业设计(论文)题目PWM整流器的设计学院(系):自动化学院学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
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作者签名:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
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(请在以上相应方框内打“√”)作者签名:年月日导师签名:年月日武汉理工大学本科生毕业设计(论文)任务书学生姓名覃峰专业班级电气0702指导教师袁佑新教授胡红明讲师工作单位自动化学院设计(论文)题目: PWM整流器的设计设计(论文)主要内容:熟悉整流的原理,对整流技术进行综述、比较,并设计出整流器硬件电路和软件程序。
要求完成的主要任务:(1)外文资料翻译不少于20000印刷符;(2)查阅相关文献资料(中文15篇,英文3篇);(3)掌握整流的原理;(4)撰写开题报告;(5)熟悉整流技术国内外的研究现状、目的意义;(6)对整流技术进行综述、比较;(7)计出整流器硬件电路和软件程序。
;(8)绘制的电气图纸符合国标;(9)撰写的毕业设计(论文)不少于10000汉字。
必读参考书:[1] 王兆安,黄俊.电力电子技术.第4版.北京:机械工业大学出版社,2007[2] 杨荫福,段善旭,朝泽云.电力电子装置及系统.北京:清华大学出版社,2006[3] 张崇巍,张兴.PWM整流器及其控制.北京:机械工业大学出版社,2003指导教师签名系主任签名院长签名(章)武汉理工大学本科学生毕业设计(论文)开题报告序中主要有以下几个模块构成:直流电压检测模块、交流电压检测模块、电压外环调节器计算模块、电流指令计算模块、电网频率检测模块、电流检测模块、电流内环调节器计算模块,指针计算模块。
三相无源PFC电路的仿真研究报告详解三相无源PFC(Power Factor Correction)电路是一种用于改善交流电系统中功率因素的电路。
这种电路能够向输入电流提供足够的功率,以使得系统的功率因素接近于1、在当前关注能源效率和节能的趋势下,PFC电路逐渐成为各种电气设备的关键部分之一、本文将详细介绍三相无源PFC电路的仿真研究报告。
首先,我们将对PFC电路的工作原理进行简要介绍。
PFC电路由桥式整流器、电容滤波器和电感器组成。
桥式整流器将交流输入电压转换为直流电压,并通过电容滤波器进行平滑。
接下来,电感器通过存储能量,并将其以一定频率释放,以提供给负载。
通过适当选择电感和电容的数值,可以实现输入电流与输入电压之间的相位差很小,从而提高功率因素。
然后,我们对三相无源PFC电路进行了建模和仿真。
我们使用了MATLAB/Simulink软件进行仿真实验。
首先,我们对PFC电路中的整流器进行建模,选择了合适的整流桥拓扑结构,并设置适当的电流控制策略。
然后,我们通过添加电容和电感元件来建立电容滤波器和电感器。
最后,我们设置了适当的负载,以测试PFC电路的性能。
接下来,我们对仿真结果进行了详细的分析和讨论。
我们评估了PFC 电路的功率因素、总谐波失真率和电压波形的质量。
通过改变电感和电容的数值,我们测试了不同工作条件下PFC电路的性能。
我们还对负载变化情况下的PFC电路动态响应进行了仿真实验。
通过比较不同工况下的仿真结果,我们得出了一些重要的结论。
最后,我们对三相无源PFC电路的优缺点进行了总结和展望。
与传统的有源PFC电路相比,无源PFC电路具有较低的成本、更高的效率和更简化的控制。
然而,由于无源PFC电路中没有直接的反馈机制,因此其稳定性和响应速度可能受到限制。
因此,在今后的研究中,我们可以进一步改进设计和控制策略,以提高三相无源PFC电路的性能和稳定性。
本文通过对三相无源PFC电路的建模和仿真研究,详细介绍了其工作原理、仿真实验和结果分析。
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。
三相无源PFC电路的仿真研究报告详解三相无源PFC(Power Factor Correction)电路是一种用于改善电源的功率因数的电路,采用三相桥式整流电路和LC滤波器结构,通过控制触发脉冲宽度(PWM)来实现对输入电流的调节,使其与输入电压保持同相,并且保持近似于正弦波的波形,从而达到提高功率因数的目的。
为了进一步研究三相无源PFC电路的性能和优化参数,进行了仿真研究,并撰写了下面的报告。
一、引言介绍三相无源PFC电路的工作原理和应用背景,指出提高功率因数的重要性以及三相无源PFC电路在节能和环保方面的优势。
二、电路结构和工作原理详细介绍三相无源PFC电路的电路结构和各个元件的作用,包括三相桥式整流电路、LC滤波器和PWM控制器。
通过图示和公式推导,讲解电路的工作原理,解释输入电流的调节和输出电压的稳定性等关键参数的影响因素。
三、三相无源PFC电路的仿真模型建立在仿真软件中搭建三相无源PFC电路的模型,选择合适的元件参数和控制策略,建立系统的数学模型,包括桥式整流器和滤波器的变量方程。
四、三相无源PFC电路的仿真结果分析五、优化参数研究针对三相无源PFC电路的性能问题,对其中的关键参数进行优化研究,包括电感、电容和PWM控制的频率等。
通过调整这些参数,并对比仿真结果,找出最佳的参数组合,以达到更高的功率因数和稳定的输出电压。
六、结论总结三相无源PFC电路的仿真研究结果,指出电路的优点和缺点,讨论仿真过程中的一些假设和误差,并提出可能的改进方案。
给出对未来工程应用的展望,进一步研究和开发更高效、更稳定的三相无源PFC电路。
引用相关研究和资料,包括理论基础、仿真软件的使用手册、相关文献和研究报告等。
以上是对三相无源PFC电路仿真研究报告的详细展开,可以根据以上框架进行进一步的扩展和详述。
三相电压型PWM整流器设计与仿真1 绪论随着功率半导体器件技术的进步,电力电子变流装置技术得到了快速发展,出现了以脉宽调制(PWM)控制为基础的各种变流装置,如变频器、逆变电源,高频开关电源以及各类特种变流器等,电力电子装置在国民经济各领域取得了广泛的应用,但是这些装置的使用会对电网造成严重的谐波污染问题。
传统的整流方式会无论是二极管不控整流还是晶闸管相控整流电路能量均不能双向传递,不仅降低能源的利用率还会增加一定的污染,主要缺点是:1)无功功率的增加造成了装置功率因素降低,会导致损耗增加,降低电力装置的利用率等;2)谐波会引起系统内部相关器件的误动作,使得电能的计量出现误差,外部对信号产生严重干扰;3)传统的结构,能量只能单向流动,使得控制系统的能量利用率不高,不能起到节能减排的作用。
电网污染的日益严重引起了各国的高度重视,许多国家都已经制定了限制谐波的国家标准,国际电气电子工程师协会(IEEE),国际电工委员会(IEC)和国际大电网会议(CIGRE)纷纷推出了自己的谐波标准。
国际电工学会于1988年对谐波标准IEC555-2进行了修正,欧洲制定IEC1000-3-2标准。
我国国家技术监督局也于1994年颁布了《电能质量公用电网谐》标准(GB/T 14549-93),传统变流装置大多数已不符合这些新的标准,面临前所未有的挑战。
目前,抑制电力电子装置对电网污染的方法有两种:一是设置补偿装置。
通过对已知频率谐波进行补偿,这种方式适用于所有谐波源,但其缺点是只能对规定频率的谐波进行补偿,应用范围受限。
并且当受到电网阻抗特性或其他外界干扰,容易发生并联谐振,导致某些谐波被放大进而使滤波器过载或烧毁;而是对整流器装置本身性能进行改造,通过优化控制策略和参数设置,使网侧输入的电压和电流呈现接近于同相位的正弦波,实现单位功率因数运行即功率因数为1。
目前治理谐波和无功主要是采用功率因数校正技术(PFC技术),由于PWM调制技术引入整流器中,使得整流器能够获得较好的直流电压并且实现网侧电流正弦化,PWM整流技术已经成为治理电网污染的主要技术手段。
陕西科技大学硕士学位论文三相高功率因数PWM整流器的设计和研究姓名:李相锋申请学位级别:硕士专业:电力电子与电力传动指导教师:孟彦京20080401三相高功率因数PWM整流器的设计和研究摘要随着现代电力电子技术、微电子技术以及计算机技术的发展,以PWM(PulseWidthModulation)技术为基础的功率变换装置得到了越来越广泛的应用。
PWM整流具有高功率因数、低谐波污染、能量双向流动、小容量储能环节、恒定直流电压控制等优点,在电力系统有源滤波、无功补偿、潮流控制、太阳能发电以及交直流传动系统等领域,具有越来越广阔的应用前景。
因此,三相PWM整流器成为当前电力电子领域研究的热点课题之一。
本文主要研究了三相电压型PWM整流器的拓扑结构、数学模型、控制策略、主电路参数的选取与设计以及硬件的实现。
建立数学模型是研究三相PWM整流器的重要手段,本文通过在静止坐标系下建立仿真模型,应用电压空间矢量控制策略,对三相PWM整流器的特点、性能及电路参数的选取进行了深入的研究口并建立了Matlab/Simulink环境下的仿真模型,对所做控制算法进行了仿真,仿真结果验证了控制算法的正确性和可行性。
同时,这种控制算法亦能使整流系统的能量双向流动,实现能量再生,且具有控制算法简单。
随着大规模集成电路技术及计算机技术的发展,采用微处理器作为硬件控制核心的微机控制器将成为今后整流器的发展方向。
随着控制方法的不断改进与发展,对微机整流控制器的运算速度提出了非常高的要求。
本文根据这种要求,以DSP(数字信号处理器)作为控制核心,研究并设计了基于DSP的PWM整流器。
文章分别从控制电路、测量电路、整流主电路、SVPWM硬件实现等几个方面论述了基于DSP的PWM整流器的硬件设计以及主要实时软件的流程图和实现方法。
文中还介绍了IPM(功率智能模块)的使用,并基于此设计了系统的主电路。
由于采用了这些先进技术,使得本文中的PWM整流器结构简单、性能可靠、操作方便。
学科分类号:___________湖南人文科技学院本科生毕业设计题目:三相电压型高功率因素PWM整流器研究学生姓名:周永刚学号08421249系部:通信与控制工程系专业年级:自动化2008级指导教师:岳舟职称:讲师湖南人文科技学院本科毕业设计诚信声明本人郑重声明:所呈交的本科毕业设计,是本人在指导老师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,成果不存在知识产权争议,除文中已经注明引用的内容外,本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
作者签名:年月日摘要随着现代经济的飞速发展,人们对电能的需求量在不断的增加,因而对电网的质量提出了更高的要求。
在传统的电网中,为减少无功含量,一般采用相控或者是不控整流电路,但传统的整流器给电网中注入了大量的谐波污染,因而对电网的污染也就更加明显。
除此之外,电网无功功率的污染,还会导致电能损失,电网故障以及给予用户生命财产安全带来的危害己经不可以忽视,对此必须采取行之有效的措施来减少电网中谐波污染。
在科技发展的今天,相控整流电路以及不控整流电路,已经不能满足现代电力发展的需求,无法更好的使如今电网处在高效工作状态,所以不得不被取代, PWM整流技术应运而生。
PWM整流器己经弥补了相控整流器或不控整流器功率因数低,能量只能单相流动,谐波污染严重等缺陷。
取而代之的是PWM整流器可以实现能量的双向流动,功率因数可以到达单位功率因数,电路性能稳定以及消除谐波污染等。
PWM整流器是解决谐波污染最有效的方法之一。
论文首先分析了功率因数问题,谐波污染问题,PWM整流器原理,PWM整流器控制手段,以及主电路拓扑结构,系统的阐述了空间矢量控制方案,并将模糊控制引入空间矢量控制中,实现了模糊空间矢量控制;最后,对模糊空间矢量控制建立数学模型,并对仿真结果进行总结和分析。
结果表明,基于三相电压型高功率因数PWM整流器,除了能够实现高功率因数外,还可以消除谐波,实现能量双向流动,以及改善了整流器整体性能,满足了消除电网谐波污染的要求。
1 绪论随着功率半导体器件技术的进步,电力电子变流装置技术得到了快速发展,出现了以脉宽调制(PWM)控制为基础的各种变流装置,如变频器、逆变电源,高频开关电源以及各类特种变流器等,电力电子装置在国民经济各领域取得了广泛的应用,但是这些装置的使用会对电网造成严重的谐波污染问题。
传统的整流方式会无论是二极管不控整流还是晶闸管相控整流电路能量均不能双向传递,不仅降低能源的利用率还会增加一定的污染,主要缺点是:1)无功功率的增加造成了装置功率因素降低,会导致损耗增加,降低电力装置的利用率等;2)谐波会引起系统内部相关器件的误动作,使得电能的计量出现误差,外部对信号产生严重干扰;3)传统的结构,能量只能单向流动,使得控制系统的能量利用率不高,不能起到节能减排的作用。
电网污染的日益严重引起了各国的高度重视,许多国家都已经制定了限制谐波的国家标准,国际电气电子工程师协会(IEEE),国际电工委员会(IEC)和国际大电网会议(CIGRE)纷纷推出了自己的谐波标准。
国际电工学会于1988年对谐波标准IEC555-2进行了修正,欧洲制定IEC1000-3-2标准。
我国国家技术监督局也于1994年颁布了《电能质量公用电网谐》标准(GB/T 14549-93),传统变流装置大多数已不符合这些新的标准,面临前所未有的挑战。
目前,抑制电力电子装置对电网污染的方法有两种:一是设置补偿装置。
通过对已知频率谐波进行补偿,这种方式适用于所有谐波源,但其缺点是只能对规定频率的谐波进行补偿,应用范围受限。
并且当受到电网阻抗特性或其他外界干扰,容易发生并联谐振,导致某些谐波被放大进而使滤波器过载或烧毁;而是对整流器装置本身性能进行改造,通过优化控制策略和参数设置,使网侧输入的电压和电流呈现接近于同相位的正弦波,实现单位功率因数运行即功率因数为1。
目前治理谐波和无功主要是采用功率因数校正技术(PFC技术),由于PWM调制技术引入整流器中,使得整流器能够获得较好的直流电压并且实现网侧电流正弦化,PWM整流技术已经成为治理电网污染的主要技术手段。
摘要传统的整流装置是电网污染的主要来源,三相电压型PWM整流器具有输出电压恒定、能实现单位功率因数运行、电能双向流动等特点,因而成为目前电力电子领域中的热点课题之一。
随着大规模集成电路技术及计算机技术的发展,采用微处理器作为硬件控制核心的微机控制器将成为今后整流器的发展方向。
随着控制方法的不断改进与发展,对微机整流控制器的运算速度提出了非常高的要求。
本文根据设计要求,以DSP(数字信号处理器)作为控制核心,研究并设计了基于DSP的PWM整流器。
本文首先介绍了PWM整流器的发展状况,说明了DSP与其他单片机或通用微处理器相比在性能上的优势。
从整流主电路、控制电路、测量电路、SVPWM调制方法等几个方面论述了基于DSP的PWM整流器的硬件设计以及主要实时软件的流程图和实现方法。
文中还介绍了PIM(功率智能模块)的使用,并基于此设计了系统的主电路,并用TMS320F2812的汇编语言与C语言结合进行了软件编程。
由于采用了这些先进技术,使得本文中的PWM整流器结构简单、性能可靠、操作方便。
关键词:PWM整流器;空间电压矢量脉宽调制;数字信号处理器;智能功率模块Title: The Design of Three-phase PWM rectifier Based on DSPAbstractThe conventional rectifier Produce harmonic Problem in power system. While three-phase PWM VSR (voltage source rectifier) can provide constant dc bus voltage and get unity Power factor .It also has line Power feedback capability So it is becoming interested in power electronics field.With the development of large-scale integrate circuit technology and computer technology,microcomputer-based rectifier controller will become the main stream of rectifier controllers in the future. Constant improvement in rectifier control microcomputer -based rectifier controller. According to this requirement,the paper studies and designs the DSP-based rectifier controller by using DSP (Digital Signal Processor) as the control center.This paper introduces the control function and the developing tendency of PWM rectifier. And, it illustrates DSP's performance advantage compared with the other single chips or general-purpose processors. It deals with the design of the DSP-based rectifier's hardware and the flowchart and realization method of its software from the aspects of control circuit, measuring circuit.main circuit and the method of realizing SVPWM. The paper also introduces use of IPM (Intelligent Power Module), and designs main circuit based on it. Because of the adoption of these advanced technologies, the PWM rectifier structure is simpler, its performance as retiadte and its operation convenient.Keywords: PWM rectifier;SVPWM;DSP;IPM目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1课题的研究目的和意义 (1)1.2传统整流装置的缺点 (1)1.3 三相PWM整流器的国内外发展状况 (2)1.3.1国内外发展现状 (2)1.3.2 PWM整流器的研究状况 (5)1.3.3 PWM整流器控制技术研究方向 (7)1.4本文的主要研究内容 (8)第二章PWM整流器的工作原理、拓扑结构及数学模型 (9)2.1 PWM整流器的工作原理 (9)2.2 PWM整流器电路拓扑 (11)2.2.1电压型PWM整流器拓扑结构 (11)2.3三相PWM整流器数学模型 (14)2.3.1三相PWM整流器动态数学模型 (14)2.3.2基于状态空间平均法数学模型 (17)第三章整流器主电路参数的选择 (20)3.1直流侧电压的选定 (20)3.2交流侧电感的设计 (20)3.3直流侧电容的设计 (21)3.4电路参数设定 (22)第四章PWM整流器的硬件设计 (23)4.1控制系统的设计 (23)4.1.1处理器的选择 (23)4.1.2实时时钟 (24)4.1.3电源转换电路 (25)4.1.4开关量输入电路设计 (26)4.2测量回路的设计 (27)4.2.1直流电压采样电路 (27)4.2.2交流电流采样电路 (28)4.2.3电网电压同步信号采样电路 (30)4.2.4相位及频率测量 (31)4.3主回路的设计 (31)4.3.1主回路智能功率模块的选择 (32)4.3.2输入电路 (33)4.3.3 DIP-IPM缓冲电路设计 (34)第五章基于DSP的空间电压矢量脉宽调制的实现 (35)5.1坐标变换 (35)5.2基于TMS320F2812的SVPWM的实现方法 (38)5.2.1占空比的确定 (39)5.2.2扇区的确定 (40)第六章软件设计 (42)6.1软件的可靠性设计 (42)6.1.1结构化软件设计的重要性 (42)6.1.2结构化编程原则 (42)6.1.3软件测试 (43)6.2高精度的定点运算 (43)6.2.1定点数的定标 (43)6.2.2定点数的运算 (45)6.3系统DSP软件设计 (45)6.3.1 PID控制子程序 (45)6.3.2同步中断子程序 (46)6.3.3保护程序设计 (46)结论 (49)致谢 (50)参考文献 (51)第一章绪论近20年来随着电力电子装置的广泛使用,由此引起的谐波污染问题日益严重,逐渐受到了人们的重视。
PFC用三相高频PWM整流器的仿真研究PFC with high-frequency three-phase PWM rectifier simulation study毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括:任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。
4.文字、图表要求:1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规。
图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印4)图表应绘制于无格子的页面上5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档5.装订顺序1)设计(论文)2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订3)其它摘要由于谐波电流可能会引发器件的误动作,干扰相邻的电子电气设备,导致变压器和电机等相关设备出现过热现象;同时也增大了能量的损耗。
考虑到以上的问题,本文主要用三相高频PWM整流器进行仿真,其目的是为了提高功率因素。
首先,分析了谐波电流的危害、以及低功率因素的原因,表明提高功率因素的意义以及如何实现PFC;其次,对电路结构及其控制原理的向量分析、控制方案的实现和功率因素校正器的设计,这其中包括了前馈电压环节(Fcn(qk))的设计、电压反馈环节(Fcn(bk))的设计和电流环(Fcn(I))的设计;最后,用仿真软件MATALAB7.0 进行原理仿真。
采用上述控制策略,完全可以做到使输入电流与箱入电压同相。
提出了一种三相降压式电容输入多谐振功率因数校正(PFC)电路,并且分析了多谐振PFC的工作原理,采用单相时变简化分析模型,推导了电路元件电压、电流约束关系,绘制了实用的PFC设计曲线。
仿真及样机实验结果表明:本文提出的设计方确,软开关技术有效;克服了准谐振PFC存在的开关电流峰值大、直流输出纹波大的不足,较好地解决了PFC实用技术存在的问题。
关键词:谐波电流功率因素整流器 MATALABAbstractDue to harmonic currents may trigger device malfunction, interference between adjacent electrical and electronic equipment, led to the transformer and motor and other related equipment overheating; but also increases the energy loss.Considering the above problems, this paper uses the three-phase high frequency PWM rectifier simulation, its purpose is to improve the power factor.First of all, analysis of the harmonic current and low power factor, the harm that causes, improve the power factor and the significance of how to realize PFC; secondly, the circuit structure and control principle of vector analysis, control scheme and the realization of power factor corrector design, including the feedforward voltage link (Fcn (QK)). Design, voltage feedback (Fcn (BK)) and the design of current loop (Fcn (I)) design; finally, using simulation software MATALAB7.0 principle simulation.By adopting the control strategy, can make the input current and voltage phase into the box.Put forward a kind of three-phase step-down capacitor input multiple resonant power factor correction (PFC) circuit, and an analysis of multiple resonance principle of PFC, single variable model analysis, deduced the circuit element voltage, current constraint relations, rendering the utility of PFC design curve.Simulation and experimental results show that: the method presented in this paper is correct, the soft switch technology effectively; overcome the resonant PFC presence switch peak current, DC output ripple is insufficient, can solve the practical problems of the technology of PFC.Key words:harmonic current Power factor Rectifier MATALAB目录摘要 (I)Abstract (II)绪论 (1)1 功率因数在电源变换系统中的意义 (2)1.1 功率因数在电源变换系统中的意义 (2)1.1.1 伺服电源系统之典型结构框图 (2)1.1.2 低功率因数的几种原因 (2)1.1.3 功率因数PF的完全定义 (3)1.2 提高功率因数的意义 (3)1.2.1 谐波电流的危害 (3)1.2.2 实际成本的加大 (3)1.2.3 能量损耗增大 (3)1.3 改善功率因数 (4)1.3.1 功率因数校正的目标 (4)1.3.2 PFC的实现 (4)1.3.3 有源PFC之功能框图 (4)1.3.4 选择合适的PFC拓扑电路 (4)2 电路结构及其控制原理的相量分析 (5)2.1 主电路结构 (5)2.1.1 高频整流器主电路结构 (5)2.1.2 主电路原理等效电路 (6)2.1.3 主电路向量分析 (8)3 控制方案的实现 (8)3.1 控制系统的框图主电路结构 (8)3.1.1 控制系统框图结构 (8)3.2 PFC升压转换器的结构 (10)3.2.1 电流型PFC电路的工作过程 (10)3.2.2 电流型PFC电路的波形分析 (10)4 功率因数校正器的设计 (12)4.1 PFC(功率因数校正器) 的MATLAB设计 (12)4.1.1 PFC控制原理 (12)4.1.2 PFC的MATLAB设计举例 (12)4.2 前馈电压环节(Fcn(qk))的设计 (13)4.2.1 前馈电压环节(Fcn(qk))的原理分析 (13)4.2.2 前馈电压环节(Fcn(qk))的参数分析 (13)4.3 电压反馈环节(Fcn(bk))的设计 (14)4.3.1 电压反馈环节(Fcn(bk))环节的原理分析 (14)4.3.2 电压反馈环节(Fcn(bk))环节的参数分析 (14)4.4 电流环(Fcn(I))的设计 (15)4.4.1 电流环(Fcn(I))环节的原理分析 (15)4.4.2 电流环(Fcn(I))环节的参数 (15)5 PFC的SIMULINK仿真电路及波形 (16)5.1 SIMULINK仿真电路 (16)5.1.1 前馈电压环节(Fcn(qk))的方框图 (16)5.1.2 SIMULINK仿真电路建模 (16)5.2 PFC(功率因数校正器)的仿真设计 (17)5.2.1 SIMULINK仿真电路设计指标 (17)5.2.2 SIMULINK仿真PFC电路框图 (18)5.2.3 SIMULINK仿真升压电路框图 (18)5.2.4 SIMULINK仿真补偿电路框图 (19)5.2.5 SIMULINK仿真结果 (19)结论 (20)致 (21)参考文献 (22)绪论由近年来,随着电子技术的发展,各种办公自动化设备,家用电器,计算机被大量使用。