文档介绍：西安科技大学
硕士学位论文
基于空间矢量的PWM整流器的设计与实现
姓名:王海滨
申请学位级别:硕士
专业:电力电子与电力传动
指导教师:王瑞平
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论文题目:基于空间矢量的 PWM 整流器的设计与实现
专业:电力电子与电力传动
硕士生:王海滨(签名)
指导教师:王瑞平(签名)
摘要
随着电力电子技术的发展,电力电子变流技术也得以迅速发展,出现了以脉宽调制
(PWM)控制为基础的各类变流装置,这些变流装置在国民经济各领域中取得了广泛的应
用,其中很大一部分需要整流环节。由于常规的整流环节,对电网注入了大量谐波及无
功功率。因此,整流器的研制一直受到学术界的关注,而将 PWM 技术引入整流器的控
制中,是当今研究的热点问题。
课题采用固定开关频率 PWM 电流控制方案,设计了一种价格低廉,使用范围广泛
且实用性强的 PWM 整流电路。设计中,利用七段式空间矢量算法,不仅使网侧电流正
弦化,功率因数可调整,提高了电能的利用率,而且减少了软件程序,提高了运算速度。
与此同时,以 DSP 作为硬件开发平台,利用高速的运算能力,实现了利用 PWM 技术实
现整流器控制的功能,减少了硬件设备成本,增加了设计的灵活性。
课题首先分析了 PWM 整流器基本原理及分类。然后根据三相电压源型 PWM 整流
器各相电压电流之间的关系和桥路的工作状态详细推导建立了三相 VSR 控制系统数学
模型,并结合控制性能的要求,采用状态反馈将模型线形化并设计了双闭环控制策略。
在此基础上,设计了硬件电路,包括整流器主电路,采样电路,控制电路等部分;
利用 TMS320F28335 型的 DSP 处理器的浮点型新功能,详细分析 SVPWM 算法及实现
方法和步骤,实现了空间矢量控制算法的软件控制,并通过制作小功率实验板进行验证。
本论文侧重于三相电压源型 PWM 整流器及其控制系统的工程设计与实现,以提供一种
较为实用的控制器设计与选取方法。主要内容包括算法研究、控制器设计、装置开发、
系统仿真,实验板实验。
最后,通过 MATLAB 软件的系统仿真和实验电路的波形得出实验结果。结果表明,
VSR 整流器与交流电网交换有功电流,实现了单位功率因数整流控制,验证了三相电压
源型 PWM 整流器系统理论研究、工程设计的正确性,整个课题取得了预期的效果。
关键词:PWM;VSR 整流器;空间矢量;DSP;IGBT;MATLAB
研究类型:应用研究
Subject : The Design and Realization of PWM Rectifier Based on Space
Vector
Speciality : Power Electronics and Power Drives
Name : Wang Hanbin (Signature)
Instructor : Wang Ruiping (Signature)
ABSTRACT
With the development of Power Electronics, Power Electronic Converter Technology has
also developed rapidly,Many converter device has been design based on pulse-width
modulation (PWM) control Technology and achieved a wide range of applications in the
national economy areas .Among them, the rectifier part is very important. As part of the
conventional rectifier, the power grid into a large number of harmonics and reactive
, the development of the rectifier has been the concern of academics,it is a hot
issue that leading PWM technology into rectifier control.
The solution of fixed switching frequency PWM current control is selected in subjects
for designing PWM rectifier