基于单周期控制的三相三开关三电平Boost型PWM整流器的研究

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随着工业现代化进程的不断加快,对环境的污染越来越严重,电力系统作为一种环境也面临着污染,公共电网中的谐波和无功问题是其中最大的一种污染,因此谐波和无功问题也日益受到重视。 当前消除谐波的方式主要有被动和主动两种,主动方式是用电设备自身在工作过程中已经采取了谐波抑制的措施,如进行功率因数校正,因此它比被动方式有更多的优越性。 按照功率大小来分功率因数校正有单相和三相两种,单相功率因数校正通常用在小功率的场合,三相有源功率因数校正技术则多应用于中高等功率等级。通常大功率应用场合采用传统的三相全桥整流器,而这种拓扑存在控制电路复杂,上下桥臂容易直通等问题,为了解决这个问题,一种新颖的用于中大功率的三相拓扑应运而生。 本文所研究的三相三开关三电平的Boost型PWM(VIENNA)整流器就是这种拓扑,同三相全桥整流器相比较,该拓扑具有开关管电压应力低、输入电流中谐波小、功率因数高、输入滤波电感小和系统可靠性高等优点。 论文主要进行了以下几方面的工作:1.叙述了三相功率因数校正技术的发展,主要针对Boost型拓扑对三相功率因数校正的发展进行叙述,通过比较选择三相三开关三电平VIENNA整流器作为研究对象;2.对VIENNA整流器的发展过程、工作原理等进行了介绍,给出VIENNA整流器的多种控制方法,根据比较选择单周期控制方法实现对VIENNA整流器的控制;3.推导了基于单周期控制的统一恒频积分控制的算法;4.分别用MATLAB和SIMetrix4.2仿真软件对电路进行了仿真,验证了控制思想的正确性;5.制作了实际样机,并在样机上验证了相关理论分析的正确性。 由实验结果可以看出,VIENNA整流器是一种性能良好的拓扑,具有很多优点,尤其是在开关管的选择过程中可以很方便的选择所需的开关管,是一种值得推广的新颖拓扑。
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