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随着电力电子技术的不断发展和电力设备的增加,无功功率和电力系统谐波所引起的对电网及用电设备的危害日益严重。因此,提高功率因数,消除谐波污染成为现在国内外研究的热点。
系统功率因数决定于网侧电压与电流的相位差。要实现系统的单位功率因数,其关键在于系统网侧电流的控制。论文采用了空间电压矢量调制方法应用于整流控制系统,并且通过仿真与实践验证了该方法的可行性。
论文首先详细分析了PWM整流控制的工作原理,在此基础上对多项方案进行了比较研究,提出了基于跟踪指令电压矢量的SVPWM控制策略。在进一步的研究中为了减小系统的开关损耗,将SVPWM控制策略进行了优化,得到了交替型矢量跟踪优化算法,并且将其应用于整流控制系统,使系统直流电压利用率提高了15%,即在同样的直流输出电压情况下,减小了功率开关管的通态损耗。同时在相同波形品质条件下,SVPWM具有最低的开关频率,从而有效地降低了功率开关管的开关损耗。
在确定了系统控制策略之后,论文就其控制算法实现进行了深入研究。详细分析了系统的运行模式,矢量序列选择以及矢量作用时间计算方法等。为了进一步验证系统的可行性,论文采用MATLAB仿真软件对其进行了仿真研究,实现了理想的预定目标。
最后,以TMSLF2407DSP为核心,对整个控制系统进行了数字化实现。在经过软硬件调试之后,实现了控制系统的实际运行。通过对实验结果的分析,表明该控制方案能实现高功率因数,使系统既能运行于整流状态又能运行于逆变状态,达到了能量的可逆传递。