三相電壓型整流器的仿真研究.pdf

1、本文以電磁法探測領(lǐng)域的整流裝置為研究背景，對三相電壓型空間電壓矢量脈寬調(diào)制（Space Voltage Vector Pulse Width Modulation，簡稱SVPWM）整流器系統(tǒng)進(jìn)行分析、設(shè)計，雙閉環(huán)控制的三相電壓型SVPWM整流器建模時，三相靜止坐標(biāo)系到兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的派克變換和兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系到兩相靜止坐標(biāo)系的變換初相位不定，使變換不能順利實現(xiàn)，另外，電網(wǎng)電壓、電流采集時存在噪聲，影響了系統(tǒng)穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的用開關(guān)表和滯環(huán)

2、控制進(jìn)行調(diào)制的直接功率控制三相電壓型SVPWM整流器開關(guān)頻率不固定，數(shù)字化實現(xiàn)復(fù)雜。論文做了以下工作：
　　 ①三相電壓型SVPWM整流器系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計系統(tǒng)參數(shù)包括主電路參數(shù)和控制系統(tǒng)參數(shù)。主電路參數(shù)主要有交流輸入側(cè)電感值、直流輸出側(cè)電容值、給定的直流輸出側(cè)電壓等?？刂葡到y(tǒng)參數(shù)主要有SVPWM調(diào)制參數(shù)、比例積分（Proportional-integral，簡稱PI）調(diào)節(jié)器參數(shù)、常數(shù)的數(shù)據(jù)精度（數(shù)據(jù)位數(shù)、小數(shù)位數(shù)）、連續(xù)域與離散域模

3、型接口模塊數(shù)據(jù)精度等。根據(jù)有功功率和瞬態(tài)電流跟蹤指標(biāo)設(shè)計電感；根據(jù)電壓外環(huán)的跟隨性和抗擾性，同時在限制負(fù)載擾動產(chǎn)生的直流電壓動態(tài)降落下設(shè)計電容；根據(jù)跟隨性和抗擾性設(shè)計電壓外環(huán)和電流內(nèi)環(huán)的PI控制器；在滿足仿真精度和硬件占用率少的前提下設(shè)計控制系統(tǒng)中模塊的數(shù)據(jù)精度。
　　 ②三相電壓型SVPWM整流器系統(tǒng)控制策略用前饋解耦的雙閉環(huán)控制和基于空間矢量脈寬調(diào)制的直接功率控制兩種控制方法對整個三相電壓型SVPWM整流器控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計、

4、仿真、實驗。前者在常規(guī)的采用電壓外環(huán)、電流內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制基礎(chǔ)上，搭建數(shù)字鎖相環(huán)、數(shù)字濾波器。后者在常規(guī)的基于電壓定向控制和虛擬磁鏈控制的三相電壓型脈寬調(diào)制（Pulse Width Modulation，簡稱PWM）整流器基礎(chǔ)上，減少電壓傳感器的數(shù)量，并將空間矢量脈寬調(diào)制引入控制系統(tǒng)中，形成基于空間矢量脈寬調(diào)制的直接功率控制。
　　 ③基于Simulink搭建連續(xù)域模型在Simulink中搭建基于前饋解耦的雙閉環(huán)控制模型和基于空

5、間矢量脈寬調(diào)制的直接功率控制模型，對主電路和控制系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計，進(jìn)行離線仿真驗證理論算法的正確性。
　　 ④基于VHS-ADC平臺搭建離散域模型在高速數(shù)字信號處理平臺（High-speed Digital Signal Processing Platform，簡稱VHS-ADC）VHS-ADC平臺中構(gòu)建大量的電力電子模型來最終形成離散域中三相電壓型SVPWM整流器的上述兩種實時控制模型。
　　 在常規(guī)的三相電壓型S

6、VPWM整流器模型基礎(chǔ)上，增加了數(shù)字鎖相環(huán)跟蹤電網(wǎng)電壓的相位和頻率，解決了仿真中初始相位不確定導(dǎo)致的系統(tǒng)運行不穩(wěn)定的問題。增加有限沖激響應(yīng)（Finite Impulse Response，簡稱FIR）數(shù)字濾波器對信號進(jìn)行處理、減少干擾。將SVPWM控制與直接功率控制相結(jié)合，使開關(guān)頻率固定，動態(tài)響應(yīng)好，簡化了系統(tǒng)，改善了系統(tǒng)運行性能。在Simulink和基于加拿大Lyrtech公司的VHS-ADC這一現(xiàn)場可編程門陣列（Field Prog