【摘 要】
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现代电力电子技术的快速发展,推动了电力电子器件不断的创新和变革。PWM整流技术是一种基于全控型器件的新型整流技术,相比与传统的整流技术,PWM整流技术不仅获得了可控的AC/DC变换性能,而且还可以实现网侧单位功率因数运行、正弦波电流控制和能量的双向传输的功能。本文基于三相电压型PWM整流器的相关研究理论,针对三相电压型PWM整流器的传统直接功率控制系统(DPC)进行深入的研究。本文首先根据三相电压
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现代电力电子技术的快速发展,推动了电力电子器件不断的创新和变革。PWM整流技术是一种基于全控型器件的新型整流技术,相比与传统的整流技术,PWM整流技术不仅获得了可控的AC/DC变换性能,而且还可以实现网侧单位功率因数运行、正弦波电流控制和能量的双向传输的功能。本文基于三相电压型PWM整流器的相关研究理论,针对三相电压型PWM整流器的传统直接功率控制系统(DPC)进行深入的研究。本文首先根据三相电压型PWM整流器的拓扑结构分析了三相电压型PWM整流器的具体工作原理和状态,利用基尔霍夫定律推导出了三相电压型PWM整流器在三相静止abc坐标系中的数学模型,并给出了三相静止abc坐标系中的数学模型转换到两相静止??坐标系和两相同步旋转dq坐标系中的数学模型的变换矩阵。根据瞬时功率理论,给出了瞬时功率的计算方法并在两相静止??坐标系中分析了三相电压型PWM整流器的功率流动问题,进而对传统直接功率控制系统进行了研究和分析。基于两相同步旋转dq坐标系,本文对传统直接功率控制系统进行了改进,更加细致地研究出了每种开关矢量对功率变化率影响的相对大小,总结出了快速调节功率的快速开关表和慢速调节功率的慢速开关表,重新划分出了一种动态变化的动态十八扇区,通过引进一种三状态滞环比较器,给出了一种可以根据具体的功率差额来选择合适的开关表和开关矢量双开关表直接功率控制系统。在Matlab/Simulink中搭建三相电压型PWM整流器传统直接功率控制系统的模型和改进双开关表直接功率控制系统的模型,并进行比较分析。结果表明,改进后的双开关表直接功率控制系统改善了三相电压型PWM整流器的输出特性,减小了无功功率纹波。依据分析结果,本文基于实际条件选择了型号为PS22A76的功率模块IPM,搭建了三相电压型PWM整流器的实验系统平台,实验结果表明了改进双开关表直接功率控制系统的有效性和正确性。
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