三電平PWM整流器的建模與控制研究.pdf

1、隨著整流技術(shù)的發(fā)展，各種變流器的廣泛應(yīng)用大大提高了工業(yè)生產(chǎn)效率，但同時(shí)也向電網(wǎng)注入大量的諧波及無功功率，而目前解決電網(wǎng)嚴(yán)重污染問題的主要方法是將PWM技術(shù)引入到整流器的控制中，以實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)運(yùn)行，因此研究三電PWM整流器的建模與控制具有重要的應(yīng)用價(jià)值和理論意義。
　　本文在分析PWM整流器四象限運(yùn)行原理的基礎(chǔ)上，依據(jù)開關(guān)函數(shù)的思想，對(duì)三電平整流器進(jìn)行一定近似條件下的模型推導(dǎo)，得到三相靜止坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型;針對(duì)三相靜止坐標(biāo)系下

2、的模型中點(diǎn)電流和三相電流之間存在耦合的問題，引入坐標(biāo)變換的思想，并根據(jù)電網(wǎng)電壓矢量定向的原則，將三相靜止坐標(biāo)系下的模型轉(zhuǎn)化為兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的模型，降低了系統(tǒng)的階次;為按單變量線性系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)方法進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)，將兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的模型進(jìn)行一定條件下的近似處理，最終得到四階線性精簡(jiǎn)模型，為控制器的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。根據(jù)網(wǎng)側(cè)和直流側(cè)的控制目標(biāo)，進(jìn)行三電平整流器控制策略分析，提出將整流系統(tǒng)設(shè)計(jì)成電壓、電流雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)的方案，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)為

3、1、直流側(cè)電壓穩(wěn)定的目的。在完成電流狀態(tài)反饋解耦的基礎(chǔ)上，按照非典型系統(tǒng)典型化的工程設(shè)計(jì)方法，分別進(jìn)行內(nèi)環(huán)電流控制器、外環(huán)電壓控制器的設(shè)計(jì)。通過對(duì)Matlab仿真結(jié)果進(jìn)行分析，證明所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)指標(biāo)與期望指標(biāo)相吻合。針對(duì)負(fù)載電流造成直流母線電壓擾動(dòng)的問題，引入前饋補(bǔ)償器，提高了系統(tǒng)的抗干擾性能，并通過對(duì)前饋—反饋復(fù)合控制系統(tǒng)的仿真進(jìn)行抗擾性驗(yàn)證。
　　最后，為進(jìn)一步探討如何提高系統(tǒng)抗干擾性能、改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)跟隨性能，引入廣義預(yù)測(cè)控