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三电平PWM整流器双闭环控制系
在三电平PWM整流器数学建模的基础上，通过电流电压的双闭环控制，达到了有功无功解耦控制的效果，实现了网侧单位功率因数。
针对三电平变换器中直流母线电容电压平衡问题，给出了解决方案。
实验结果验证了该控制方案的可行性，可有效保持直流母线电压的稳定，使其具有电流谐波含量低、动态响应性能好、抗干扰能力强等优点，具有很强的实用性。
引言：
伴随着各种谐波标准逐步被工业界采纳，功率因数和谐波含量已成为设计电力电子设备时不得不考虑的因素。
由传统的不控整流和相控整流过渡到PWM整流已成为发展趋势。
与传统的整流方式相比，PWM整流采用PWM技术控制整流桥臂上各开关管的导通和关断，使电路的输入电流近似为正弦，且与输入电压同相位，因此具有功率因数高，输出电压纹波小，动态响应好等优点。
在高压大容量应用领域，三电平PWM整流器拥有明显的优势。
与更高电平整流器相比，其控制相对简单，硬件成本较低;与同电压等级的两电平PWM整流器相比，则具有主功率开关管承受电压低，相同开关频率下电流。
UPS系统中PWM整流器的研究刘岫岭【摘要】针对传统UPS电源系统在低压时电压利用率低、谐波大的缺点,提出一种双闭环参数整定的方法,该方法将传统单相电压型PWMUPS系统改进为双闭环系统的参数整定方案,采用电流内环、电压外环相结合的双闭环控制方式,再通过理论分析、建模和仿真,最终达到系统功率因数接近于1的目的;仿真结果与理论分析的结果基本相同,验证了此方法的正确性和可行性.%In view of the low utilization ratio and big harmonic of traditional UPS power supply system when in low voltage, a double closed-loop parameters setting method is proposed, which improves the traditional single-phase voltage type PWMUPS system to double closed loop system parameter setting, adopting the combination of current inner loop andvoltage outer loop double closed loop control method, and through theoretical analysis, modeling and simulation, finally achieving the goal that system powerfactor is close to 1. The simulation results and theoretical analysis results are basically the same, which verifies the correctness and feasibility of the method.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2016(035)006【总页数】3页(P146-148)【关键词】PWM整流器;UPS;谐波污染;正弦波脉宽调制【作者】刘岫岭【作者单位】黑龙江科技大学,哈尔滨150022【正文语种】中文【中图分类】TM461近年来，电网质量逐渐下降，电涌、电线噪声、电压下陷、市电中断等现象时有发生，严重影响了关键设备的正常运转及安全[1，2]。
随着社会的高速发展，电能在工农业生产和人民日常生活中发挥着起来越重要的作用，然而与之同时与国民生产生活密切相关的电力电子换流装置，如变频器、高频开关电源、逆变电源等各种换流装置在广泛的运用中给电网带来了大量的无功功率与严重的谐波污染。
随着电力电子技术的发展，具有网侧电流接近正弦波、功率因数近似为1、直流侧输出电压稳定、抗负载扰动能力强并且能够在四象限运行的PW整流器应运而生，成功地取代了不可控二极管整流器和相控的晶闸管整流器，并成为电力电子技术研究的热点。
本言研究的主要对象就是应用最为广泛的三相电压型PWM整流器。
首先，本文介绍了 PWM S流器研究的背景与意义，综述了 PWM技术的发展及现状，引出了三相电压型 PWM8流器，并分析了三相电压型 PWM6流器的工作原理，并在此基础上建立了其在ABC三相静止坐标系、d-q同步旋转坐标系和：•-［两相静止坐标系三个不同坐标系下的数学模型。
其次，本文对PWM S流器的电流控制策略进行了深入的研究，分析了间接电流控制和直接电流控制的优缺点，确定了采用直接电流控制，并对双闭环控制器及PWM整流器主回路参数进行了系统的设计；引入了电压空间矢量，阐述了空间电压矢量控制的控制算法。
最后，本文在理论分析的基础上，利用MTALAB提供的电力电子工具箱，在Simuink仿真环境下建立了三相 VSR型PWM8流器主回路及控制器的模型并进行了仿真实验，通过对仿真结果的分析，表明了该方案能够满足网侧电流近似正弦和高功率因数的要求，验证了方案的正确性和可行性。
关键词：三相电压型 PWM S流器；直接电流控制；双闭环控制；电压空间矢量PWM Matlab 仿真ABSTRACTWith the rapid development of modern society,the power in modern industry plays an in creas in gly importa nt role,but in the n ati onal product ion and life are closely related with thepowerelectronic converter devices,such as the frequency converters,high-frequency switching power supplies,power inverters and other various converters the use of the device will give our power grid to bring a lot of unfavorable factors,such as a large amount of reactive power and harmonic,low power factor,or even cause severe electromagnetic pollution,resulting in the use of other equipments are not normal in same network.With the developme nt of power electro nica ndPWMtech no logy,therectifierhasthecharacteristicsofhighpowerfactor,harm on icmi nor,DCoutput voltage stability and hasoperatein the four-quadrant,etc」t becomes a green power conv ersi on device.Therefore,the main research subject of this paper is the three-phase voltage source PWM rectifier.Firstly,the article introduces the background and significanee of the PWMrectifier'sresearch,overviews PWM tech no logy's developme nt history and status,raises the three-phase voltage source PWM rectifier,a nd an alysed the worki ng prin ciple of three-phase voltage source PWM rectifier,on this basis established its mathematical model on ABC static coord in ate system,d-q synchronous rotati ng refere nee frame and : - 一 two-phase static coord in ate system three differe nt coord in ate system ,inadditi on.Secondly,this article researches current control strategy of PWM rectifier in depth,a nalyses the shortco ming and adva ntagebetwee n in direct-curre nt con trol and direct current control, make a decision of employment of direct current control based on fixed switch ing freque ncy,a nd systematic desig ns parameter of double closed loop con troller and PWM converter main circuit parameters.Bring in Voltage Space Vector ,and overview the arithmetic of itFin ally,I n the foun dati on of theory an alysis ,us ing Power Electric toolbox offered by MATLAB to finish the simulation experiment under Simulink environment and to verify systematic exact ness and feasibility by an alys ing the simulatio n results.Keywords: Three-phase Voltage Source PWM Rectifiers。
最新型三相P W M整流器双闭环P I调节器的设计摘要：通过分析三相脉宽调制(P W M)整流器在D-Q旋转坐标系下的数学模型，设计了具有前馈解耦控制的P W M整流器双闭环控制系统。
根据系统对电流内环的控制要求设计电流比例积分(P I)调节器，提出按闭环幅频特性峰值(M r)最小准则来确定调节器参数的方法;根据系统对电压外环的控制要求，采用模最佳整定法来设计电压P I调节器。
最后对整个P W M整流器双闭环控制系统进行仿真，仿真结果验证了P I调节器设计的正确性。
0引言P W M整流技术在抑制谐波及无功补偿方面有很强的优势，具有网侧电流输入接近正弦，网侧功率因数可控，能量双向传输，动态响应速度快等优点。
目前广泛采用的是基于电压定向的P W M整流器。
电压型P W M整流器要控制的变量有两个，一是整流器的直流电压输出，二是整流器的输入电流，基于D-Q坐标变换的矢量控制通过对P W M整流器有功和无功电流控制，达到控制输入电流的目的。
因此，如何合理的设计控制两个变量的调节器参数以保证在电源电压波动范围内能实现良好的控制性能很重要。
本文在分析P W M整流器工作原理和数学模型基础上，建立前馈解耦控制系统框图，提出电流环和电压环P I调节器参数设计方法，并给出S i mu l i n k仿真结果。
1P W M整流器工作原理及数学模型三相P W M整流器主电路如图(1)所示，E a，E b，E c为电源电压，U a，U b，U c为整流器整流侧输出电压，其中整流器交流侧输入电感L起到滤波和升高直流电压的作用，直流侧电容C作为储能元件并起到稳压作用。
三相P W M整流器在D2q坐标系下的数学模型为:图1P W M整流器电路结构由上式，同步旋转坐标系中，以D轴电源电压矢量定向(矢量图如图2，把对电网相电流的控制转化为对电流I s在D轴和Q轴的直流分量的控制，从而简化了P W M整流系统控制器的设计)的P W M整流器模型为:式中，Ω为旋转角速度;S d，S q为开关函数。
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。
三相电压型PWM整流器控制策略及应用研究一、概述随着电力电子技术的快速发展，三相电压型PWM（脉冲宽度调制）整流器作为一种高效、可靠的电能转换装置，在电力系统中得到了广泛应用。
其不仅能够实现AC（交流）到DC（直流）的高效转换，还具有功率因数高、谐波污染小等优点，对于改善电网质量、提高能源利用效率具有重要意义。
对三相电压型PWM整流器的控制策略及应用进行深入研究，对于推动电力电子技术的发展和电力系统的优化升级具有重要意义。
三相电压型PWM整流器的控制策略是实现其高效稳定运行的关键。
目前，常用的控制策略包括基于电压矢量控制的直接电流控制、基于空间矢量脉宽调制的间接电流控制等。
这些控制策略各有优缺点，适用于不同的应用场景。
需要根据实际应用需求，选择合适的控制策略，并进行相应的优化和改进。
在实际应用中，三相电压型PWM整流器被广泛应用于风力发电、太阳能发电、电动汽车充电站等领域。
在这些领域中，整流器的稳定性和效率对于保证整个系统的正常运行和提高能源利用效率具有至关重要的作用。
对三相电压型PWM整流器的控制策略及应用进行研究，不仅有助于推动电力电子技术的发展，还有助于提高能源利用效率、促进可再生能源的发展和应用。
本文将对三相电压型PWM整流器的控制策略及应用进行深入研究。
介绍三相电压型PWM整流器的基本原理和常用控制策略分析不同控制策略的优缺点及适用场景结合实际应用案例，探讨三相电压型PWM整流器的优化改进方法和发展趋势。
通过本文的研究，旨在为三相电压型PWM整流器的设计、优化和应用提供理论支持和实践指导。
1. 研究背景与意义随着全球能源危机和环境污染问题日益严重，可再生能源的利用与开发已成为世界各国关注的焦点。
作为清洁、可再生的能源形式，电能在现代社会中发挥着至关重要的作用。
传统的电能转换和利用方式存在能量转换效率低、谐波污染严重等问题，严重影响了电力系统的稳定性和电能质量。
研究高效、环保的电能转换技术具有重要意义。
pwm整流器及其控制策略的研究一、引言PWM整流器是一种电力电子器件，广泛应用于直流电源的设计，同时也可用于交流电源的变换。
PWM整流器通过高频开关控制电源输出电压波形的占空比，使得电源输出的直流电压更加平滑稳定，同时也能够减小输出电压的波纹。
二、PWM整流器的结构PWM整流器的基本结构由功率电子器件、控制电路和滤波电路等三个部分组成，其中：1. 功率电子器件：主要有IGBT、MOSFET、GTO等器件。
2. 控制电路：控制器通过对功率电子器件的控制信号进行调节，控制输出直流电压的大小和波形。
3. 滤波电路：根据输出直流电压的需求，选择合适的电容和电感进行滤波。
三、PWM整流器的控制策略1. 均值电流模式控制（Average Current Mode Control）：该控制策略通过控制电感电流的平均值，来控制输出电压和电流。
该控制策略的优点在于可控制电流的安稳度，但其缺点在于其输出电压的稳定性不如其他控制策略。
2. 直流辅助模式控制（DCM Control）：该控制策略将直流辅助电压加入到PWM波形的最低点，以减小输出电压的波动，并提高输出电压的质量。
3. 峰值电流模式控制（Peak Current Mode Control）：该控制策略通过对电感电流的峰值进行控制，使得输出电压稳定性更高、响应更快。
但是，该控制策略需要进行稳定性分析，以确保控制系统的稳定性。
4. 滑模模式控制（Sliding Mode Control）：该控制策略通过反馈控制的形式，使得输出电压和电流更加稳定。
该控制策略要求控制系统的响应速度较快，且具有较好的响应精度。
四、PWM整流器的优点和局限性1. 优点：a) 可以控制输出电压和电流，输出直流电压更加平滑稳定。
b) 所需的器件数量和功率损耗小，节约了电力资源。
c) 具有短路保护、过温保护等多种保护功能，大大增强了电源供应的可靠性。
2. 局限性：a) 控制系统复杂度较高，需要对控制策略进行稳定性分析和优化等操作。
