论文部分内容阅读
在电力电子技术广泛应用于电能变换给人们的生活带来方便的同时，对电网产生了较大的谐波污染，其中很大一部分都来自整流器。高功率因数、低电流谐波的PWM整流装置的研究已成为当今的热点研究课题。VIENNA整流器因开关器件少、输入功率因数高和输入低谐波含量、桥臂开关管无死区、系统可靠性高等优势而被广泛研究。该系统控制是核心，因而对该拓扑控制策略的研究具有重要的理论和实际应用价值。 针对VIENNA整流器，本文首先采用了一种带中点电位平衡调节的滞环电流控制方案，给出了该方案理论依据，设计了电压外环控制器，并将直流侧中点电压偏差引入到滞环电流闭环控制中，通过调节指令电流的直流偏移量实现直流侧中点电压平衡控制。 然后将一种基于两电平SVPWM的简化算法移植至VIENNA整流器中，分析了VIENNA整流器空间矢量调制工作原理，建立了其数学模型，设计了电压定向电流解耦双闭环控制器。在此基础上采用了一种通过调节正负小矢量作用时间来有效抑制系统中点电位偏移的中点电位平衡控制方法。 接着本文尝试将一种基于EL模型无源性的功率控制方法拓展至VIENNA整流器中，建立了直接功率控制下的VIENNA整流器EL模型，证明了VIENNA整流器系统的无源性。设计了VIENNA整流器的无源性控制器以替代电流解耦控制器，获得了较好的控制效果。 通过Matlab/Simulink对三种方案进行了仿真验证，并最终搭建了一台VIENNA整流器实验样机，对三种方案进行了实验验证。实验结果表明三种方案均能使VIENNA整流器在具有优异的网侧性能的同时，更具有良好稳压输出性能和中点电压平衡控制特性。其中滞环电流控制方案简单易于实现，电流相位严格跟随电压，实现单位功率运行;空间矢量调制方案通过双闭环控制无功电流为零，且具有直流稳压输出，电压利用率高的特性;无源性控制方案通过设计无源性控制器得到更好的系统鲁棒性。