三相高功率因數(shù)VIENNA整流電源的研究.pdf

1、近年來,電力電子裝置的應用越來越廣泛,給電能的變換及應用帶來了許多方便,但同時也給電力系統(tǒng)帶來了嚴重的諧波污染。為此,研究具有高功率因數(shù)、低輸入電流畸變率的綠色PWM整流裝置,已成為現(xiàn)代電力電子應用領域中的一個重大研究課題。三相三電平三開關boost整流器(俗稱VIENNA整流器)以其獨特的功率因數(shù)高,電流諧波低,開關器件少,開關應力低等優(yōu)點,已成為目前學者關注的對象?；诖?本課題對VIENNA整流器的控制策略進行深入研究,主要內容如

2、下:
　　首先,對VIENNA整流器的拓撲結構、工作原理進行了詳細的分析,并利用狀態(tài)空間法建立了VIENNA整流器在abc坐標系、dq旋轉坐標系下的數(shù)學模型。為其控制策略的研究奠定基礎。
　　其次,在假設中點電位平衡(即Vc1=Vc2)的前提下,研究了整流器直接電流控制技術,通過分析對比得知,基于dq旋轉坐標系下的直接電流控制技術具有更高的優(yōu)越性。針對VIENNA整流器d、q軸互相耦合的問題,研究了基于dq旋轉坐標系下的前饋

3、解耦控制策略;并對整流器的載波同相層疊與載波反相層疊調制技術進行了研究。
　　再次,針對VIENNA整流器固有的中點電位不平衡問題,研究了其中點電位平衡算法。在三電平逆變器中點電位平衡算法的基礎上,分析了整流器產生中點電位波動的本質原因;分析了基于SVPWM(空間矢量)調制與基于SPWM(正弦脈寬)調制下中點電位不平衡控制算法;并從產生中點電位波動的本質出發(fā),研究了SPWM調制下基于零序電壓注入的中點電位平衡算法。
　　最后

4、,利用仿真軟件MATLAB7.0Simulink6.0對系統(tǒng)進行了仿真,驗證了文章所研究的基于dq旋轉坐標系下的解耦控制、載波層疊調制控制、中點電位平衡控制算法等理論的可行性和正確性;并對整流器的主要參數(shù)的選擇進行了研究,對系統(tǒng)的軟硬件進行了設計。通過仿真結果得出,基于載波同相調制的VIENNA整流器輸入功率因數(shù)達0.99,電流諧波畸變低低于3.3％,開關器件少,開關管應力低,損耗小;基于零序電壓注入的中點電位平衡算法能夠將中點電位波動