基于SiC MOSFET三相PWM整流器的設計與控制.pdf

1、隨著電力電子器件的不斷進步，以SiC為代表的新一代寬禁帶半導體器件應用日益廣泛。SiC三相PWM整流器具有輸入特性好，功率因數(shù)和功率密度高等特點。但SiC高頻化的應用，對電路其他元件的高頻特性是一個考驗。本文針對SiC三相PWM整流器在高頻化應用中的硬件電路和控制器設計、啟動過流以及濾波電感電感量非線性變化等問題，對其控制系統(tǒng)進行了系統(tǒng)的分析和研究。
　　為了對基于高頻化的SiC三相PWM整流器進行硬件電路的分析與設計，對SiC

2、MOSFET與傳統(tǒng)Si器件在靜態(tài)特性、開關特性等方面進行了對比分析，得到了高頻化SiC驅動的設計要求，完成了驅動電路的參數(shù)設計。為了實現(xiàn)三相PWM整流器的濾波器的分析與設計，對濾波電感和濾波電容的參數(shù)進行了詳細的計算，并詳細分析了兩種元件的高頻特性，給出了設計原則，滿足高頻化設計要求。
　　分析和建立了三相PWM整流器在三相靜止坐標系和兩相同步旋轉坐標系下的數(shù)學模型，得到了被控對象的等效模型。為了對三相PWM整流器PI控制器進行分

3、析與設計，分析了前饋解耦控制策略，給出了控制器的參數(shù)設計方法，并深入分析了SiC器件高頻化應用中所出現(xiàn)的采樣頻率與控制頻率不匹配的問題。并搭建了SiC三相PWM整流器的工程樣機，驗證了對整流器硬件電路和控制系統(tǒng)分析和設計的合理性。
　　針對三相PWM整流器啟動瞬間易出現(xiàn)過流的問題，從物理機理和數(shù)學推導兩個方面對啟動過流問題產生的原因及影響因素進行了深入分析，提出了一個通過合理設計啟動瞬間電壓環(huán)輸出限幅值進而有效抑制過流的方法，并通